如何利用MOS管進行單、雙向電平轉換？

當兩個CPU供電電壓不一致時，需進行電平轉換以避免信號傳輸錯誤和晶片損壞。利用MOS管可實現單、雙向電平轉換。單向轉換中，MOS管控制數據傳輸方向；雙向轉換中，MOS管根據輸入電平狀態導通或關閉，實現電平轉換。上拉電阻用於提供IO口所需電壓並限流。

摘要由作者通過智能技術生成

如何利用MOS管進行單、雙向電平轉換？

什麼是電平轉換？

現在有兩個晶片，一個是5V，另一個是3.3V，要想在這兩者之間進行通訊，建立連接關係，就需要進行電平轉換。

為什麼需要電平轉換？

當兩個CPU供電電壓不一致時，在電平不匹配的情況下，容易造成信號傳輸出錯。如果兩者電壓相差太大的話，嚴重時會損壞晶片。

電平轉換主要針對兩個或者兩個以上的CPU之間的通訊轉換，可以分為單向轉換和雙向轉換。

那麼，如何利用單個MOS管來進行單向轉換和雙向轉換呢？

下麵VBsemi小編來分享兩個在網上看到的電路。

單向電平轉換電路

1.數據傳輸方向：TXD-2傳到RXD-1

當TXD-2輸出為低電平時，二極體D1導通，RXD-1被拉低；

當TXD-2輸出為高電平5V時，二極體D1截止，RXD-1被拉高到3.3V高電平；

2.數據傳輸方向：TXD-1傳到RXD-2

當TXD-1為低電平時，MOS管Q1導通，RXD-2被拉低；

當TXD-1為高電平3.3V時，MOS管Q1截止，RXD-2被拉高到5V高電平。

雙向電平轉換電路

1. 當SDA1輸出高電平時，MOS管Q1的Vgs = 0，MOS管關閉，SDA2被電阻R3上拉到5V。

2. 當SDA1輸出低電平時：MOS管Q1的Vgs = 3.3V，大於導通電壓，Q1管導通，SDA2通過Q1被拉到低電平

3、當SDA2輸出高電平時：MOS管Q1的Vgs不變，Q1保持關閉，SDA1被電阻R2上拉到3.3V。

4、當SDA2輸出低電平時：MOS管Q1不導通，但由於MOS管Q1的體二極體，將SDA1拉低到低電平，此時Vgs≈3.3V，MOS管Q1導通，進一步拉低了SDA1的電壓。

注意：

我們用了3.3V和5V來舉例子，當換成其他電壓值時，需要考慮到MOS管的Vgs開啟導通電壓 。

此外，這裏的高電平接近或者等於電源電壓，因此3.3V器件的高電平會接近或等於高電平，5V電壓則接近或等於5V。

具體限定要看IC手冊如何限定這個範圍。

上拉電阻作用：將電壓上拉給IO口使用，同時起到限流的作用。