MOS实现电平转换

MOS实现电平转换


0 前言

在电路开发的过程中,经常遇到两个系统电平不一致的情况,这时候如果两个系统需要通信,就需要进行电平转换也就是level shifting,如果通信线比较多或者有其他特殊需求,可以选用集成的level shifting芯片进行设计,电路设计复杂度低,但是成本比较高。如果只有一两路信号,我们可以选用mos进行电平转换,造价比较低。

1 芯片选型及原理图

下面以1.8V和3.3V电平为例。这里我么选用一个NMOS型号为WNM2021,需要注意的几个参数为,导通电阻,开关速度,打开门限电压等,此mos相关参数如下:

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原理图如下:

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2 原理图分析

1.从1.8V到3.3V(从左到右)
a. IO_1.8为高电平时,MOS关断,此时IO_3.3为高电平
b. IO_1.8为低电平时,Vgs = 1.8V>Vgs(th), 此时MOS导通,IO_3.3被拉低,为低电平
c. IO_1.8为高阻态时,MOS关断,IO_3.3为高电平
2.从右到左
a. IO_3.3为高电平,MOS关断,IO_1.8为高电平
b. IO_3.3为低电平,由于体二极管的存在,MOS管s端会被拉低从而MOS导通,IO_1.8被拉低
c. IO_3.3为高阻态,MOS关断,IO_1.8为高电平


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