Все больше и больше производителей микросхем осуществляют перевод их на питания от 1.8В до 3.3В. В связи с этим возникает задача согласования логических уровней устройств с различными питающими напряжениями.
Если мы собираемся управлять устройством с "3.3V логикой" с помощью устройства с напряжением питания 5V, то достаточно делителя напряжения.
Подавая на вход логическую 1 уровнем 5V на выходе получим искомые 3.3V
А как сделать так, чтобы подавая на выход 3.3V на входе получить 5V !?
Для этого потребуется N канальный MOSFET транзистор и 2 резистора сопротивлением 10 кОм.
Как работает эта схема?
Вспоминаем правило: для открытия N-канального MOSFET необходимо подать на gate относительно sourse положительное напряжение.
Сейчас у нас между gate и sourse подключен резистор R1 и поэтому потенциал между этим ногами транзистора равен 0. Он закрыт. Что будет если подтянуть вывод схемы 3.3V к земле с помощью микроконтроллера? (замкнем выключатель SW1).
Нога sourse теперь находится на земле, на gate у нас напряжение +3.3V MOSFET открылся. С той стороны где было 5V осталось всего несколько mV, что оборудование с 5V логикой однозначно воспримет как логический 0.
Теперь мы можем управлять устройством с питанием 5v с помощью устройства с питанием 3.3V НО! эта схема будет работать и в обратную сторону. (замкнем выключатель SW2).
- Видишь в симуляторе в MOSFET диод?
- Нет!
- И я нет, а он там есть!
В симуляторе скорее всего его не стали чертить в целях экономии места, но на электрических принципиальных схемах его всегда отображают.
Пока с правой стороны схемы (+5V) напряжение было больше чем с левой стороны (+3.3V), данный диод был закрыт - ток в этом направлении течь не может.
но как только правую сторону схемы мы подтянули к земле, напряжение с левой стороны схемы стало практически равно нулю, так как мы замкнули цепь через этот встроенный в MOSFET диод на землю.
В отличии от схемы на резисторах - данная схема является двунаправленным преобразователем логического уровня. Для готовых проектов совсем не обязательно паять на плату кучу "рассыпухи", так как существуют готовые модули. Схема подключения 3.3 вольтовой микросхемы памяти к 5V Арудине например может выглядеть как то так.
Но внутри этот 4-х канальный конвертер устроен именно так, как описано в этой статье. Знать для общего развития как это работает я думая, что никому не помешает, а если нога которой мы собрались управлять одна - вполне можно собрать эту простую схему из того, что есть под рукой.
Статья про конвертер тут:
Оглавление канала тут:
Если материл был полезен, не забываем ставить лайки и оставлять комментарии.
Всем удачи!