在電平轉(zhuǎn)換器的操作中要考慮下面的三種狀態(tài)：
1沒(méi)有器件下拉總線(xiàn)線(xiàn)路。“低電壓”部分的總線(xiàn)線(xiàn)路通過(guò)上拉電阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的門(mén)極和源極都是3.3V， 所以它的VGS 低于閥值電壓，MOS-FET 管不導(dǎo)通。這就允許“高電壓”部分的總線(xiàn)線(xiàn)路通過(guò)它的上拉電阻Rp 拉到5V。此時(shí)兩部分的總線(xiàn)線(xiàn)路都是高電平，只是電壓電平不同。
2一個(gè)3.3V 器件下拉總線(xiàn)線(xiàn)路到低電平。MOS-FET 管的源極也變成低電平，而門(mén)極是3.3V。 VGS上升高于閥值，MOS-FET 管開(kāi)始導(dǎo)通。然后“高電壓”部分的總線(xiàn)線(xiàn)路通過(guò)導(dǎo)通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低電平。此時(shí)，兩部分的總線(xiàn)線(xiàn)路都是低電平，而且電壓電平相同。
3 一個(gè)5V 的器件下拉總線(xiàn)線(xiàn)路到低電平。MOS-FET 管的漏極基底二極管“低電壓”部分被下拉直到VGS 超過(guò)閥值，MOS-FET 管開(kāi)始導(dǎo)通。“低電壓”部分的總線(xiàn)線(xiàn)路通過(guò)導(dǎo)通的MOS-FET 管被5V 的器件進(jìn)一步下拉到低電平。此時(shí)，兩部分的總線(xiàn)線(xiàn)路都是低電平，而且電壓電平相同。
這三種狀態(tài)顯示了邏輯電平在總線(xiàn)系統(tǒng)的兩個(gè)方向上傳輸，與驅(qū)動(dòng)的部分無(wú)關(guān)。狀態(tài)1 執(zhí)行了電平轉(zhuǎn)換功能。狀態(tài)2 和3 按照I2C 總線(xiàn)規(guī)范的要求在兩部分的總線(xiàn)線(xiàn)路之間實(shí)現(xiàn)“線(xiàn)與”的功能。
除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的電源電壓外，還可以是例如：2.5V VDD1 和12V VDD2。 在正常操作中，VDD2必須等于或高于VDD1（在開(kāi)關(guān)電源時(shí)允許VDD2 低于VDD1）。
MOS-N 場(chǎng)效應(yīng)管 雙向電平轉(zhuǎn)換電路 -- 適用于低頻信號(hào)電平轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單應(yīng)用
如上圖所示，是 MOS-N 場(chǎng)效應(yīng)管 雙向電平轉(zhuǎn)換電路。
雙向傳輸原理：
為了方便講述，定義 3.3V 為 A 端，5.0V 為 B 端。
A端輸出低電平時(shí)（0V） ，MOS管導(dǎo)通，B端輸出是低電平（0V）
A端輸出高電平時(shí)（3.3V），MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
A端輸出高阻時(shí)（OC） ，MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
B端輸出低電平時(shí)（0V） ，MOS管內(nèi)的二極管導(dǎo)通，從而使MOS管導(dǎo)通，A端輸出是低電平（0V）
B端輸出高電平時(shí)（5V） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
B端輸出高阻時(shí)（OC） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
優(yōu)點(diǎn)：
1、適用于低頻信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，價(jià)格低廉。
2、導(dǎo)通后，壓降比三極管小。
3、正反向雙向?qū)ǎ喈?dāng)于機(jī)械開(kāi)關(guān)。
4、電壓型驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然也需要一定的驅(qū)動(dòng)電流，而且有的應(yīng)用也許比三極管大。
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