?mos管電平轉(zhuǎn)換電路,雙向電平轉(zhuǎn)換電路-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2024-10-30
工作原理:
從A到B
A為高電平時,B作為輸入,此時為高阻態(tài),MOS管關(guān)斷,B端通過上拉,輸出高電平;
A為低電平時,MOS管內(nèi)的體二極管導(dǎo)通,使MOS管的S極被拉低,考慮體二極管的壓降一般為0.7V,Vgs=3.3V-0.7V=2.6V,當Vgs=2.6V>Vgs(th),MOS管導(dǎo)通,B端被拉低,輸出低電平;(MOS管的導(dǎo)通閾值電壓一定要小于2.6V)
A為高阻態(tài)時,MOS管關(guān)斷,B端通過上拉,輸出高電平。
從B到A
B為高電平時,MOS管關(guān)斷,A端通過上拉,輸出高電平;B為低電平時,Vgs=3.3V>Vgs(th),MOS管導(dǎo)通,A端被拉低,輸出低電平;
B為高阻態(tài)時,MOS管關(guān)斷,A端通過上拉,輸出高電平。
介紹一個使用單個MOS管來實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路,可以應(yīng)用在對速率要求不高的場景。
圖為單個MOS管的電平轉(zhuǎn)換電路,用到一個NMOS和兩個10k電阻,非常簡單。
上圖為一個階段的過程變化,首先分析一下當從右邊的高壓側(cè)向左邊的低壓側(cè)發(fā)生電平變化時,電路會有什么反應(yīng)。
當右側(cè)開關(guān)直接接地,3.3V變?yōu)?V時,模擬輸入一個低電平,此時MOS管Q1的漏極電壓為0V,由于MOS管的體二極管原因,左側(cè)1.8V電,經(jīng)過電阻R1,MOS管的體二極管,流入GND,此時MOS管Q1的源極電壓大概為0.6V左右,因此MOS管Q1的GS間電壓為Vgs=1.8V-0.6V=1.2V,由于1.2V的電壓已經(jīng)達到MOS管Q1的導(dǎo)通電壓,MOS管Q1開始導(dǎo)通,當MOS管Q1導(dǎo)通以后,由于內(nèi)阻極小,會使MOS管源極電壓變?yōu)?V,便實現(xiàn)了0V輸出。
當右側(cè)開關(guān)斷開以后,MOS管Q1的漏極會被拉到3.3V,此時模擬的是高電平輸入,此時MOS管Q1的Vgs電壓變?yōu)?V,因此MOS管Q1不導(dǎo)通,處于截止狀態(tài),進而電阻R1被上拉,MOS管Q1的源極電壓變?yōu)?.8V,實現(xiàn)了3.3V轉(zhuǎn)換為1.8V的電平轉(zhuǎn)換。
再分析一下當從左邊的低壓側(cè)向右側(cè)的高壓側(cè)發(fā)生電平變化時,電路會有什么反應(yīng)。
當左邊芯片內(nèi)部開關(guān)短接,變?yōu)?V時,MOS管Q1的源極電壓為0V,此時MOS管Vgs電壓為1.8V,達到MOS管開啟電壓,因此MOS管的漏極電壓被拉到0V,實現(xiàn)了低電平轉(zhuǎn)換。
當左邊芯片內(nèi)部開關(guān)斷開時,電阻R1被上拉,此時MOS管Q1的源極電壓為1.8V,Vgs=0V,因此MOS管漏極的電壓會被右邊的3.3V電經(jīng)過電阻R2拉為3.3V。
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