如圖提問:
1. VDD_SN 的電壓,這個電壓肯定是要小于右邊的 3.3V 的,因為什么呢?
VDD_SN 高于 3.3V,NMOS Q13 和 Q14 在關閉狀態時,左邊高于 3.3V 的電壓就會通過 Q13 和 Q14 的體二極管到達 TP_SCL 和 TP_SDA 上,使其電壓高于 3.3V,就有損壞單片機 IO 口的風險。
2. 這個電路的工作原理是什么呢?
SN2_SCL=0V,Q13 導通,TP_SCL=0;
SN2_SCL=1.8V,Q13 截止,TP_SCL=3.3V;能正常完成電平轉換過程,SDA 信號是同樣的道理。
3. 然后我又提到 MOS 管的開關時間,原因是什么呢?
左邊到右邊的數據傳輸,會有一個時間差,這個時間差一方面受到 NMOS 開關時間的影響,另一方面是總線容抗+上拉電阻(RC 時間常數)的影響。
假如 I2C 的速率是 400KHz,那傳輸 1bit 數據的時間就是 2.5us,如果 MOS 管的關閉時間參數大,加上 RC 較大,會出現如下比較差的上升沿波形,在這 2.5us 之內,1 位數據的傳輸可能無法滿足時序要求,導致通信失敗。
來自于嵌入式客棧
下降沿是單片機 IO 直接輸出低電平,驅動能力比較足,所以時間差主要受 MOS 管開啟時間影響。
綜上所述,最好選擇開關時間小的 MOS 管,一般都是 ns 級別,其次還要考慮上拉電阻的選擇。I2C 的上拉電阻如何選擇,在之前的文章中,我也有提到。
圖中的型號是 SI2302,看了一下 SPEC,參數還是比較小的。
MOS 開關時間不光要看 switching 參數,最好也看一下 Qg、Qgs 和 Qgd,參數的介紹,我在之前的文章也有寫到。
然后看了一下開啟閾值,也符合要求。
綜上所述,這個電路是可以用的。
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