應(yīng)用于智能手機(jī)的邏輯電平轉(zhuǎn)換方案
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用于漏極開(kāi)路應(yīng)用(如I2C)的自動(dòng)感測(cè)雙向邏輯電平轉(zhuǎn)換器同樣包含3個(gè)狀態(tài)：EN引腳為高電平、NMOS導(dǎo)通時(shí)，處于工作狀態(tài)，輸入端I/O電平下拉至地，即輸入低電平；EN引腳為高電平、NMOS處于高阻態(tài)時(shí)，處于工作狀態(tài)，輸出端I/O電平上拉至VCC，即輸入高電平；EN引腳為低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換器處于待機(jī)狀態(tài)。典型的用于漏極開(kāi)路應(yīng)用(如I2C)的自動(dòng)感測(cè)雙向邏輯電平轉(zhuǎn)換器有如安森美半導(dǎo)體的NLSX4373MUTAG、NLSX4348FCT1G和NSLX4378BFCT1G等。這類轉(zhuǎn)換器的常見(jiàn)應(yīng)用包括I2C總線、用戶識(shí)別模塊(SIM)卡、單線(1-Wire)總線、顯示模塊、安全數(shù)字輸入輸出(SDIO)卡等。
上述幾種雙電源邏輯電平轉(zhuǎn)換器中，不帶方向控制引腳的自動(dòng)感測(cè)轉(zhuǎn)換器和帶方向控制引腳的轉(zhuǎn)換器各有其優(yōu)劣勢(shì)。自動(dòng)感測(cè)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在將微控制器的I/O線路減至最少，是用于異步通信的簡(jiǎn)單方案，劣勢(shì)則是成本高于及帶寬低于帶方向控制引腳的轉(zhuǎn)換器。帶方向控制引腳的轉(zhuǎn)換器優(yōu)勢(shì)是作為大宗商品元件，成本低，是用于存儲(chǔ)器映射I/O的簡(jiǎn)單方案，劣勢(shì)則是微控制器引腳數(shù)量多。
而在不帶方向控制引腳的自動(dòng)感測(cè)轉(zhuǎn)換器中，也有集成方案(如NLSX3373)與分立方案(如NTZD3154N)之區(qū)別。集成方案NLSX3373為單顆IC，估計(jì)占用的印制電路板(PCB)空間僅為2.6 mm2；分立方案NTZD3154N采用雙MOSFET及4顆01005封裝(即0402)的電阻，估計(jì)占用的PCB總空間為3.3 mm2。集成方案提供低功率待機(jī)模式，而分立方案則不提供高阻抗/待機(jī)模式。這兩種不同方案的低壓工作特性、帶寬及電路特性也各不相同。
安森美半導(dǎo)體雙電源電平轉(zhuǎn)換器規(guī)范及要求
安森美半導(dǎo)體的雙電源邏輯電平轉(zhuǎn)換器與競(jìng)爭(zhēng)器件相比，體現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括：更寬的電壓轉(zhuǎn)換范圍、更低的靜態(tài)功率消耗和/或支持更高的數(shù)據(jù)率。如安森美半導(dǎo)體帶推挽輸出的自動(dòng)感測(cè)雙向轉(zhuǎn)換器NLSX3013的雙電源轉(zhuǎn)換范圍分別1.3 V至4.5 V和0.9 V至VCC – 0.4 V，性能接近的競(jìng)爭(zhēng)器件則分別為1.65 V至3.6 V和1.2 V至VCC – 0.4 V；兩者支持的數(shù)據(jù)率分別為140 Mbps和100 Mbps。更具體的比較參見(jiàn)表2。
表2：安森美半導(dǎo)體雙電源邏輯電平轉(zhuǎn)換器與競(jìng)爭(zhēng)器件的規(guī)范比較。
安森美半導(dǎo)體帶推挽輸出的自動(dòng)感測(cè)雙向轉(zhuǎn)換器，如NLSX4014，有其輸入驅(qū)動(dòng)電流要求。假定I/O電源電壓VL(A點(diǎn))=0 V，并要正轉(zhuǎn)換至2.8 V(即由低電平轉(zhuǎn)換為高電平)，最初A點(diǎn)=B點(diǎn)=0 V，IIN1流入CMOS器件，因此，IIN ? IIN2，峰值電流IIN ? 2.8 V/1 kΩ = 2.8 mA。這種轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)CMOS輸入，不應(yīng)使用阻值低于50 kΩ的阻性上拉或下拉負(fù)載 (見(jiàn)圖3)。此外，在大電容負(fù)載中，不應(yīng)當(dāng)使用推挽型自動(dòng)感測(cè)雙向轉(zhuǎn)換器，否則輸出失真會(huì)較大，而應(yīng)當(dāng)使用開(kāi)關(guān)(switch)類型的電平轉(zhuǎn)換器。
圖3：自動(dòng)感測(cè)推挽轉(zhuǎn)換器輸入驅(qū)動(dòng)電流要求
此外，安森美半導(dǎo)體的這些雙電源電平轉(zhuǎn)換器采用小巧強(qiáng)固的封裝，如ULLGA6、UDFN6、UDFN8、UQFN12、UDFN20、uBump11、uBump12和uBump20等，其中UDFN6封裝的尺寸僅為1.2 mm×1.0 mm，uBump12封裝尺寸僅為1.54 mm×2.02 mm。這些小巧強(qiáng)固的封裝非常適合用于智能手機(jī)等便攜應(yīng)用。
安森美半導(dǎo)體完備的邏輯電平轉(zhuǎn)換器陣容
安森美半導(dǎo)體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，推出完備陣容的極佳邏輯電平轉(zhuǎn)換方案，如雙電源轉(zhuǎn)換器、帶OVT的MiniGateTM系列開(kāi)關(guān)、MiniGateTM總線開(kāi)關(guān)等。
其中，雙電源電壓邏輯電平轉(zhuǎn)換器支持寬范圍的高至低和低至高電平轉(zhuǎn)換，并支持單向及雙向信號(hào)流，功耗低，采用超小型封裝。帶OVT的MiniGateTM用于滿足寬范圍的高至低電平轉(zhuǎn)換及單向信號(hào)流應(yīng)用需求，是標(biāo)準(zhǔn)元件，采用標(biāo)準(zhǔn)及超小封裝，成本低。另外，安森美半導(dǎo)體的MiniGateTM總線開(kāi)關(guān)即將推出，用于滿足高速(帶寬高于500 MHz)及高至低電平轉(zhuǎn)換應(yīng)用需求，支持雙向信號(hào)流及單向轉(zhuǎn)換，采用標(biāo)準(zhǔn)封裝及超小封裝，成本低。這些器件用于滿足客戶的不同需求。圖4顯示了安森美半導(dǎo)體不同邏輯電平轉(zhuǎn)換方案在手機(jī)中的應(yīng)用。 
圖4：安森美半導(dǎo)體邏輯電平轉(zhuǎn)換方案在手機(jī)中的應(yīng)用示意圖。
總結(jié)：
安森美半導(dǎo)體身為全球領(lǐng)先的高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，為智能手機(jī)等便攜應(yīng)用推出完備系列的邏輯電平轉(zhuǎn)換器，包括各種雙電源電壓邏輯電平轉(zhuǎn)換器、帶過(guò)壓容限的MiniGateTM系列開(kāi)關(guān)及高速應(yīng)用的MiniGateTM總線開(kāi)關(guān)等。以雙電源電壓邏輯電平轉(zhuǎn)換為例，安森美半導(dǎo)體的這些器件提供比競(jìng)爭(zhēng)器件更優(yōu)異的規(guī)范，如更寬的轉(zhuǎn)換電壓范圍、更低的靜態(tài)功耗及支持更高的數(shù)據(jù)率等。安森美半導(dǎo)體的這些邏輯轉(zhuǎn)換器件除了提供一流的性能，還提供不同配置及位寬，并采用小巧強(qiáng)固的封裝，非常適合便攜應(yīng)用的各種邏輯電平轉(zhuǎn)換需求。
評(píng)論