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1、一个MOSFET电平转换电路引发的问题最近在设计中遇到一个简单, 但是稍不注意就出错的问题, 在此分享一 下.在电路开发过程中,我们经常遇到两个系统电平不一致的情况, 比方IIC 和UART通信等.使用MOSFET搭建双向电平转换电路,是比拟常见 的做法,电路如图1中虚线框所示,MOS管的局部参数如图2所示.DN CHAR/XCICRiSTICS ：Nole2)Gate Threshold Voltage (VDS 三 VGS. ID 150gdGVGS(th)06.1 6VdeNegative Threshold TGrnperaturs CoefFkientVWSlTH/TJ3 A-mVS

2、tatic 口rnSoLicce On-Slate Reactance(VGS = J ,0V, ID = 10mA(VOS = 2 5V, IOftiA)RDSgfa1J, 0.33二r 电路原理很简单,分两种情况：1 .从A到BA为高电平时,MOS管关断,B端通过上拉,输出高电平；A为低电平时,MOS管内的体二极管导通,使 MOS管的S极被拉低, 从而使Vgs=3.3VVgs(th)=1.6V , MOS管导通,B端被拉低,输出低 电平；A为高阻态时,MOS管关断,B端通过上拉,输出高电平.2 .从B到AB为高电平时,MOS管关断,A端通过上拉,输出高电平；B为低电平时,Vgs=3.3VV

3、gs(th)=1.6V , MOS管导通,A端被拉低, 输出低电平；B为高阻态时,MOS管关断,A端通过上拉,输出高电平.一直以来使用这个电路没有出现过问题,所以这次也是不假思索的照搬过来,但结果是上电后,模块 B无法正常启开工作.出现该问题的原因也很简单, 就是模块B的通信引脚除了通信之外,还 有其他作用,如图1所示,其在上电时需要通过10K电阻R3下拉到 GND实现低电平,并维持一段时间,以保证模块B能正常启动.但如果直接使用该转换电路,示波器测量到的模块B引脚电平,在上电瞬间 的波形如图3所示,可以看到幅值在2.3V左右,已经到达了模块 B的 高电平标准,因此,模块 B启动失败,之后该引脚一直输出为低电平.图3分析下工作过程,上电瞬间,B点电压是3.3V通过R2和R3分压后得 到,理论值等于2.2V,与实测波形接近.在该电路中,信号流是从 B 到A单向传输的,因此想到可以去掉电阻 R2,那样B点在上电瞬间就 不会有上拉电压,但是实际去掉 R2后,模块B依旧无法启动.进一步 分析,在上电瞬间B点电压确实为0,但是也因此导致 Vgs=3.3V,MOS 管导通,R3又和上拉电阻R1形成了分压关系,导致 B点无法拉到低 电平.因此,如果想要继续使用该电平转换电路的话,必须加大上拉电阻R1和R2的值,使分压后的B点电位到达低电平标准,

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