电平转换电路

1、3.1应用举例一应用SN74LVC2G07实行电平转换图6显示了 SN74LVC2G07 一个Buffer作1.8V到5V的转换，另一 Buffer作3.3V到1.8V的转换。Vpui = 5 V Vcc = I fiV Vpu之=1A1GND产1踏1Vjn1 = 13VCMOS Siigii 监Viri2 = 3.J V LVTTU LVCMOS Sign MsFigure 6. Use of an Open-Drain Device in a Level-Translation Application器件的电源电压为1.8V。它可以保证器件将输入最低的VIH识别为有效的高电 平。输出上拉电

2、阻的最小值取决于器件开漏脚的最大灌电流能力(maximum current-sinking capability Iol max)。而最大灌电流能力是受限于输出信 号的最大允许的上升时间的。Rpu(min)= (Vpu-Vol) / Iol(max)对于图 6 中的 SN74LVC2G07,假设 Vpu1=5V0.5V, Vpu2=1.8V0.15V,而且电 阻的精度为5%Rpu1(min) = (5.5V-0.45V)/4mA) X (1/0.95)=1.33k Q最接近的标称值为1.5kQ。Rpu2(min)=(1.8V-0.45V) /4mA)X (1/0.95)=394.73 Q最接近

3、的标称值为430Q。图7显示了在不同上拉电阻值的情况下具有10pF容性负载情况下的输出波形。 当上拉电阻值增大后，输出信号的上升时间也增加了。1.8-Vlo 5-V Up-Translation1502Q050100Time - ns1.8-V input signalOutput signal with Rpui = 1.5 knOutput signal with Rpui = 2 kuOutput signal with Rpui = 5 kn3.3- V to 1.8-V Do wrr 1.8-Vlo 5-V Up-Translation1502Q050100Time - ns1.8-

4、V input signalOutput signal with Rpui = 1.5 knOutput signal with Rpui = 2 kuOutput signal with Rpui = 5 kn3.3- V to 1.8-V Do wrr Tran al ati on3.3-V Input signalOutput signal with Rp-(J2 430 2050150Output glgnal with Rpyj = 620 3Output signal vvith Rpuw = 1 k2Output signal with Rpija = 2 kQOutput si

5、gnal with Rpua = 3 kQTime - n&Figure 7. Output Edge Slows With increasing Value of Rp(j3.2不要在CMOS驱动的输出端加上拉电阻在电平转换时，系统设计者不能在CMOS器件的输出端加上拉电 阻。这种作法有很多弊端，应该避免使用。一个问题是在输出为低时增加了功耗。 当CMOS驱动输出为高 是也会产生另一个危害。高电平的电源会通过上拉电阻对 低电平电源灌电流。此时，下部的N沟道晶体管是关闭的，上部的P沟道晶体管 是导通的。电流灌入低电平的电源会产生无法预料的后果。Figure 8 Use of Pullup Re

6、sistors at Output of CMOS Drivers Is Not Recommended4 FET开关TI的CB3T,CBT,CBTD和TVC系列的总线开关可以用作Level-shifter。FET 开关非常适用于不需要电流驱动并有很短传播时延的电平转换应用。FET开关的好处： 很短的传播时延 TVC 器件（或者将 CBT 器件配置为TVC）不用方向控制就可以实现双向电平转换TI的CB3T系列器件可以用于5V到3.3V转换。图9显示了 CB3T器件用作 双向电平转换的一些应用。Figure 或 CB3T Devic。Used to Interface a 3-V Bus Wit

7、h a 5-V (TTL) Bus在图9中，SN74CB3T3306被用来连接3V和5V总线。CB3T的电源为3V。当信号 从5V总线到3V总线时，CB3T器件将输出电压设置为3V。当信号从3V总线到 5V总线时，5V端的输出电压为2.8V。这对于5V TTL器件的Vih电平是可用的。 但是这种应用有两个弊端：1. CB3T3306 的 2.8V 的 Voh 电平 降低了 5V端的高电平噪声余度（margin）。此时的噪声余度为 2.8V-2.0V=800mV。2.因为 CB3T 器件的输出高电平没有被驱动到VCC的电压轨，5V接收端会出现额外的电源功耗AIcc电流（在 第6节会详细讨论AIc

8、c）注意：VCC=3V，TA=25C，Io=1uA 时，Voh 电平为 2.8V。对于 5V CMOS 接收端而 言2.8V不是有效的Vih电平。因此，CB3T器件不能3V总线向5V CMOS总线的 升压转换。4.1 CBT 和 CBTD 器件CBT和CBTD系列器件可以用来作5V系统与3.3V系统的连接。这 类器件只能用来作5V CMOS系统与3.3V系统的降压转换。它们还可以用于5V TTL 系统与3.3V系统的双向转换。图10显示了 SN74CBT1G384作5V到3.3V的转换。器件的VCC脚与5V电源间必 须连接一个外部的二极管。外部的二极管将导通三极管的门电压将为4.3V。再 加上

9、Vgs上的1V压降，Pin2上的电压就为3.3V 了。增加的二极管可用于将输 出置为很低的电压。有时，二极管上的静态电流太小，不能使二极管导通，就 需要在二极管与地之间加个电阻R来提供足够的偏置电流。Externa DioceV DeviceFigure 10. SN74CBT1G384 Externa DioceV DeviceFigure 10. SN74CBT1G384 In 5-V to 3.3-V Application3J-VDevice图11显示了 5V转3.3V的波形。从输入端到输出端的传输时延非常小。CBT器 件也可以配置为Translation Voltage Clamp(TVC)器件，在双向应用