常见电平转换电路设计参考-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了常见电平转换电路设计参考。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、概述

在硬件设计中有时候经常会遇到，主芯片引脚使用的1.8V、3.3V、5V等，连接外部接口芯片使用的3.3V、5V等，由于电平不匹配就必须进行电平转换。两个设备如果供电电压不一样，比如一个是3.3V，另一个是5V，那么在电平不匹配的情况下工作，会造成信号传输出错；如果二者电压相差较大，严重的可能会损坏芯片。

二、设计

1、晶体管构成的电平转换方法

电平转换电路,技术干货,单片机,stm32,fpga开发

图1

工作原理：

图1左图实现原理：左侧IN为输入，右侧OUT为输出，VDDA与VDDB分别为相互转换的两个不同的电压域。当IN输入0V时，三极管Q1导通，OUT被拉低到接近0V 电平，实现低电平转换；当IN输入高电平VDDA时，三极管Q1截止，此时OUT被电阻R3上拉至VDDB，从而实现高电平转换。此电路属于单向转换电路，转换方向为IN输入，OUT输出。

图2右图实现原理： 当输入IN为低电平时，三极管Q2关断，三极管Q3导通，输出OUT被拉低，从而实现低电平转换；当输入IN为高电平VDDA时，三极管Q2导通，从而三极管Q3被拉低关断，从而输出OUT被电阻R6拉高到VDDB，从而实现高电平转换。此电路只能实现左侧IN输入，右侧OUT输出，不能反向转换。
注意事项：图2右图中使用2个三极管的目的是将输入和输出信号同相，如果可以接受反相，使用一个三极管也可以。

优点：（1）便宜：三极管常见并且容易采购，价格低廉。
（2）驱动能力强：驱动能力取决于三极管，可以做到数十mA；
（3）漏电流低：IN 和OUT两者之间的漏电流较小(uA级别)，几乎可以忽略不计。

缺点：（1）速度：两级三极管属于电流驱动型，加上电路和寄生电容，转换后的波形不是十分理想。一般只能用于100K以内的信号转换。
（2）器件多：同相转换需要2个三极管以及配套的电阻，多路转换时占用空间较多。

应用：

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图2

图2为单向串口电平转换电路。实现原理如下，单片机的RXD接口接收数据，终端设备TXD接口输出数据时，3.3V与5V分别为相互转换的两个不同的电压域。当终端设备TXD接口输出0V时，三极管Q1导通，单片机RXD接口被拉低到接近0V电平，实现低电平转换；当终端设备TXD接口输出高电平5V时，三极管Q1截止，此时单片机RXD接口被电阻R1上拉至3.3V，从而实现高电平转换。同理，单片机TXD接口输出数据，终端设备RXD接口接收数据，实现3.3V到5V的转换。

2、MOS管构成的双向电平转换方法文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-784126.html

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