mos管电平转换电路原理与mos电平转换电路分析
先来共享一下經典MOS管脉冲信号变换电源电路:
脉冲信号变换在电源电路设计方案中特别普遍,由于做电路原理许多情况下就如同在积木游戏,这一电源电路控制模块,再加上那一个电源电路控制模块,拼拼凑凑连在一起便是一个电子设备了。
而各电源电路控制模块间时常会产生工作电压域不一致的状况,因此控制模块间的通信就需要应用脉冲信号变换电源电路了。
图中是用MOS管完成的I2C系统总线脉冲信号变换电源电路,完成3.3V工作电压域与5V工作电压域间的双重通信。
挂在数据总线上的有3.3V的元器件,也是有5V的元器件,根据这一电源电路,大伙儿就可以开心地玩乐闲聊了!
商品对比图以下:
商品的下拉电阻器用了4.7K欧母,能够带来很大的电流量推动工作能力。在达到电源电路特性的条件下,我很喜欢用电阻值更高的电阻器,由于功能损耗更低更节电。
一、基本原理剖析:
简单化看来,留有I2C的一根线来剖析就可以了,如下图。
分四种状况:
1、当SDA1輸出上拉电阻时:MOS管Q1的Vgs=0,MOS管关掉,SDA2被电阻器R3上拖到5V。
2、当SDA1輸出高电平时:MOS管Q1的Vgs=3.3V,超过通断工作电压,MOS管导通,SDA2根据MOS管被拖到低电频。
3、当SDA2輸出上拉电阻时:MOS管Q1的Vgs不会改变,MOS保持关掉情况,SDA1被电阻器R2上拖到3.3V。
4、当SDA2輸出高电平时:MOS管不通断,可是它有体二极管!MOS管里的体二极管把SDA1拉低到低电频,这时Vgs等于3.3V,MOS管导通,进一步降低了SDA1的工作电压。
注:
低电频指相当于或贴近0V。
上拉电阻指相当于或贴近电源电压。因此3.3V工作电压域的元器件,其上拉电阻为等同于或贴近3.3V;5V工作电压域的元器件,其上拉电阻为等同于或贴近5V。
实际规定看集成ic的数据资料指南是怎么表明这一限制区域的,普遍的例如0.3倍的“集成ic供电系统工作电压”下列为低电频,0.7倍的“集成ic供电系统工作电压”之上为上拉电阻。换句话说“集成ic供电系统工作电压”为5V的情况下,5x0.3=1.5V下列为低电频,5x0.7=3.5V之上为上拉电阻。
▲某一个集成ic数据信息指南里有关高阻态的域值范畴表明
二、常见问题:
之上是3.3V与5V中间的状况,假如换用别的工作电压域中间的变换,如3.3V、2.5V、1.8V等工作电压值的两组中间,必须 留意MOS管的Vgs打开通断工作电压。
给MOS管过高的Vgs会造成 MOS管烧毁!给过低的Vgs会造成 MOS管无法打开!不一样型号规格的MOS管这一变量值还不一样!!!
▲举例说明:在其中一个厂家生产的2N7002的数据资料指南,Vgs不可以超出正负极20V
再看来一下,设计方案电源电路时Vgs很有可能设计方案过小的状况,下面的图是2N7002的数据资料指南。
▲举例说明:在其中一个厂家生产的2N7002的数据资料指南,Vgs的打开电流为1V
具体应用时为确保彻底打开、彻底通断,设计方案上应多预埋容量,例如具体线路中Vgs至少给到1.8V。由于1.8V的制定主要参数贴近数据信息指南标明的1V临界点,特别是在留意用试验认证,保证万无一失。
三、汇总:
3.3V跟5V转换的线路早已是一个經典电源电路,确实是硬件配置室内设计师家居旅游、护主看门,必备良药!
MOS管型号规格就记牢用2N7002,这一型号规格划算,特性久经考验,并不像有一些MOS管外观看上去跟2N7002一样,但实际上是功率大的的,有一部分特性规格型号消耗了,有一部分特性规格型号又不一定能满足要求,主要是还贼贵,实际别的MOS是什么样的在这里也不深究啦。
最终,有关电源电路的学习培训,期待大伙儿,enjoy!
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