网友问答 | 关于I2C电平转换电路

今天的文章来源于网友问答，我在群里给解答了一下，关于I2C电平转换，我之前写过一篇串口电平转换，其实是一个东西，然后今天我再简单写一下。

聊天记录中给出的原图就是下面这张。

\1. 我首先问了一下，VDD_SN的电压，这个电压肯定是要小于右边的3.3V的，因为什么呢？

VDD_SN高于3.3V，NMOS Q13和Q14在关闭状态时，左边高于3.3V的电压就会通过Q13和Q14的体二极管到达TP_SCL和TP_SDA上，使其电压高于3.3V，就有损坏单片机IO口的风险。

\2. 这个电路的工作原理是什么呢？

SN2_SCL=0V，Q13导通，TP_SCL=0；
SN2_SCL=1.8V，Q13截止，SN2_SCL=3.3V；能正常完成电平转换过程，SDA信号是同样的道理。

\3. 然后我又提到MOS管的开关时间，原因是什么呢？

左边到右边的数据传输，会有一个时间差，这个时间差一方面受到NMOS开关时间的影响，另一方面是总线容抗+上拉电阻（RC时间常数）的影响。

假如I2C的速率是400KHz，那传输1bit数据的时间就是2.5us，如果MOS管的关闭时间参数大，加上RC较大，会出现如下比较差的上升沿波形，在这2.5us之内，1位数据的传输可能无法满足时序要求，导致通信失败。

下降沿是单片机IO直接输出低电平，驱动能力比较足，所以时间差主要受MOS管开启时间影响。

综上所述，最好选择开关时间小的MOS管，一般都是ns级别，其次还要考虑上拉电阻的选择。I2C的上拉电阻如何选择，在之前的文章中，我也有提到。

春眠不觉晓，IIC总线知多少？

图中的型号是SI2302，看了一下SPEC，参数还是比较小的。

MOS开关时间不光要看switching参数，最好也看一下Qg、Qgs和Qgd，参数的介绍，我在之前的文章也有写到。

带你读懂MOS管参数「热阻、输入输出电容及开关时间」

然后看了一下开启阈值，也符合要求。

综上所述，这个电路是可以用的。

今天的文章内容到这里就结束了，希望对你有帮助，我们下一期见。

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