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电平转换常见方法的汇总比较资料下载
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2021-04-09
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作为一名电子设计的硬件工程师，电平转换是每个人都必须面对的的话题，主芯片引脚使用的1.2V、1.8V、3.3V等，连接外部接口芯片使用的1.8V、3.3V、5V等，由于电平不匹配就必须进行电平转换。每个工程师都有自己的 一套转换方案，今天我们将5种电平转换的方法进行汇总，并且总结各种的优劣势，避免设计过程踩坑。
一、电平转换方法
5种电平转换方法分别是，下午我们会从速率、驱动能力、漏电流、成本、通道数五个维度评价。：
1) 晶体管电平转换方法；
2) 专用电平转换芯片；
3) 限流电阻电平转换方法；
4) 电阻分压电平转换方法；
5) 二极管电平转换方法；
1、使用晶体管转换电平
如下图1，使用2个NPN三极管，将输入信号电平VL和转换为输出电平VH，使用2个三极管的目的是将输入和输出信号同相，如果可以接受反相，使用一个三极管也可以。
图1；晶体管进行电平转换
优势：
1) 便宜：三极管容易常见并且容易采购，价格低廉（批量几分钱一个）。
2) 驱动能力强：驱动能力取决于三极管，可以做到数十mA；
3) 漏电流低：In 和OUT两者之间的漏电流较小（uA级别），几乎可以忽略不计。
劣势：
1) 速度：两级三极管属于电流驱动型，加上电路和寄生电容，转换后的波形不是十分理想。一般只能用于100K以内的信号转换。
2) 器件多：同相转换需要2个三极管以及配套的电阻，多路转换时占用空间较多。
2、使用专用电平芯片转换电平
如下图2，使用专用的电平转换芯片，分别给输入和输出信号提供不同的电压，转换由芯片内部完成，例如MCP2551/3221等电平转换芯片。专用芯片是最可靠的电平转换方案，5个优点里面占据了4个，除了成本。
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