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2万 · 2025-08-04 11:03

当你使用3.3V的单片机的时候,电平转换就在所难免了,经常会遇到3.3转5V或者5V转3.3V的情况,这里介绍一个简单的电路,他可以实现两个电平的相互转换(注意是相互哦,双向的,不是单向的!).电路十分简单,仅由3个电阻加一个MOS管构成。

电路图如下:

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3.3-5V转换.jpg

上图中,S1，S2为两个信号端,VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压.另外限制条件为:

1，VCC_S1<=VCC_S2.

2，S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定).

3，Vgs<=VCC_S1.

4，Vds<=VCC_S2

对于3.3V和5V/12V等电路的相互转换,NMOS管选择AP2306即可.原理比较简单,大家自行分析吧!此电路我已在多处应用,效果很好.

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I2C

类似这种吧，只是不知道这种电路的速率能达到多少

电平转换器的操作

在电平转换器的操作中要考虑下面的三种状态：

1 没有器件下拉总线线路。“低电压”部分的总线线路通过上拉电阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的门极和源极都是3.3V，所以它的VGS 低于阀值电压，MOS-FET 管不导通。这就允许“高电压”部分的总线线路通过它的上拉电阻Rp 拉到5V。此时两部分的总线线路都是高电平，只是电压电平不同。

2 一个3.3V 器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的源极也变成低电平，而门极是3.3V。 VGS上升高于阀值，MOS-FET 管开始导通。然后“高电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。

3 一个5V 的器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET 管的漏极基底二极管“低电压”部分被下拉直到VGS 超过阀值，MOS-FET 管开始导通。“低电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET 管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。

这三种状态显示了逻辑电平在总线系统的两个方向上传输，与驱动的部分无关。状态1 执行了电平转换功能。状态2 和3 按照I2C 总线规范的要求在两部分的总线线路之间实现“线与”的功能。

除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的电源电压外，还可以是例如：2V VDD1 和10V VDD2。在正常操作中，VDD2必须等于或高于VDD1（在开关电源时允许VDD2 低于VDD1）。

MOS-N 场效应管双向电平转换电路 -- 适用于低频信号电平转换的简单应用

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MOS-N 场效应管双向电平转换电路.jpg

如上图所示，是 MOS-N 场效应管双向电平转换电路。

双向传输原理：

为了方便讲述，定义 3.3V 为 A 端，5.0V 为 B 端。

A端输出低电平时（0V），MOS管导通，B端输出是低电平（0V）

A端输出高电平时（3.3V），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）

A端输出高阻时（OC），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）

B端输出低电平时（0V），MOS管内的二极管导通，从而使MOS管导通，A端输出是低电平（0V）

B端输出高电平时（5V），MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）

B端输出高阻时（OC），MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）

优点：

1、适用于低频信号电平转换，价格低廉。

2、导通后，压降比三极管小。

3、正反向双向导通，相当于机械开关。

4、电压型驱动，当然也需要一定的驱动电流，而且有的应用也许比三极管大。

只看该作者 · 2025-08-04 22:06

用处挺大的。

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