在实际电路应用中,我们经常会遇到MOS管做的电平转换电路,但是此MOS管做的电平转化电路有三个“坑”,今天就将这三点注意事项分享与诸位道友,此电平转化电路为双向转化。
第一点:源极侧和漏极侧的电平大小
MOS管的源极侧放置的信号电平应该比漏极的信号电平低,例如下图,源极侧放置电平为1.8V/0V,漏极侧放置电平为3.3V/0V。如果源极放的信号电平是高于漏极的信号电平,那么该电路将工作异常,不能正常电平转化。
第二点:高电平的驱动能力
这个MOS管电平转化电路的驱动能力完全取决于上拉电阻的大小,上拉电阻越大,驱动能力越弱。如果发现被转化的信号的上升沿很缓,或者通讯异常,那么可以考虑是否是外部线缆长度过长带来的容性增加,可以减小线缆长度或者减小上拉电阻的大小以改善信号波形。
例如ti的电平转化芯片TXS0102(润石的RS0102也是一样)就是基于这个MOS管的电平转化电路去设计的,下图是TXS0102的内部框图,那么同理,这个TXS0102的驱动能力也是有限的,如果想增加驱动能力,可以外部再并联的电阻,增加驱动能力:
第三点:漏电
这个MOS管的电平转化电路会有一定的漏电,所以在不需要的时候可以再外部增加二极管去防止漏电。(多数接口不需要,具体接口具体分析)例如下图如果没有D5001二极管的话,外部的HDMI的5V电压可能会漏电到电路板内部5V里(电路板不上电时),造成本地电路异常(节选自瑞芯微RK3588硬件设计指南):