关于I2C的电平转换电路的讨论。

时间：10-02 整理：3721RD 点击：

原因是最近公司电路评审，看到有各种各样的电平转换电路，包括这个转换用的MOS管，有人甚至在用3904替代，说是降低成本等等奇葩，我就奇怪了，能这样用么?
最终在网上找了这个电路的出处，并附带了解释，特此发不出来供大家学习讨论。
粗略翻译如下：
电平转化的操作过程
以下是电平转换电路工作过程的三种状态：
1、没有设备拉低数据线（如此翻译就不限于I2C了）
---由于场效应管的G极连接3.3V、S极被上拉电阻Rp拉到3.3V，所以Vgs电压小于场效应管的开启电压，产效应管关闭状态，允许“高电平端”通过电阻上拉到5V。此时，数据线两端都是高电平，但是保持不同的高电平等级。
2、当3.3V端设备拉低数据线到低电平时。
---场效应管的S极被拉低，此时G极保持3.3V，此时Vgs超过场效应管开启电压，管子导通；3.3V一侧设备拉低和场效应管的导通导致“高电平端”也变成了低电平。
3、当5V端设备拉低数据线到低电平时。
---因为在场效应管的D极和S极有一个内置“反向”二极管的存在。所以5V端拉低后，二极管导通导致S极变为二极管正向电压与“高电平端”低电平电压的叠加。此时，场效应管G极是3.3V，Vgs依然产生了电压差，当大于开启电压后，场效应管导通，则3.3V一侧也被进一步拉低至低电平
从此看的出几个关键点：
1、MOS管一定要选内嵌DS反向二极管的，没有就要外加低导通压降的管子。
2、高端侧拉低的低电平一定要够低，因为电平转换电路已经有了上拉电阻，就不要在重复增加上拉电阻了。尤其是对于存在若下拉状态的接口。
3、线路串联电阻不要随意放，很简单串联分压，串联电阻后，主控端拉低后，接收端的电平会不够低，尤其这种状态出在3.3V一侧你就Game over了。