常用电平转换电路汇总

一、前言

在我们设计的电路中，不同芯片的引脚使用的电压不同，比如常见的 1.8V、3.3V、5V 等，我们需要对不同通信电平的设备进行通信就需要使用电平转换进行电平匹配，本文介绍常见的电平转换方法。

二、二极管电平转换

典型应用：上拉电阻加二极管方案

图2 三极管转换电路

• 适用范围：输入信号电平大于输出信号的转换电路上

• 优点：成本低，使用元件少，相较于二极管不同的是，三极管信号输入端可以用更小的电流驱动，此处可能在某些外设驱动能力较弱的情况下更具优势

• 缺点：只能单向传输，且输入信号电平大于输出信号

作用范围和优缺点和二极管电路类似，三极管也会因为 PN 结产生一定的压降，从而在三极管的选型上，可以选择导通压降较低的三极管。

工作过程分析：

• 当 3.3V 器件输出高电平信号，由于上拉 5V 作用，信号输入器件被上拉为 5V 电平。

• 当 3.3V 器件输出低电平信号，导致 PNP 二极管导通，从而信号输入器件信号被拉低。

四、MOS 电平转换：

• 适用范围：适用于大部分需要电平转换的应用场景

• 优点：可以双向传输，导通压降一般较小，且传输频率可以达到很高

下面以 I2C 的其中一条信号线进行工作过程分析：

图4 NTS0104 典型应用     

六、结语

电平转换的方式和电路较多，可以根据实际需要选择合适的方案，目前电平转换芯片已经很成熟，建议选择电平转换芯片会更适用于绝大多数情况。