MOS 电平转换电路故障

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radioes8：
7 T* n8 V6 E# V8 P产品是使用一段时间之后才故障的，使用之前是好的。管子对照规格书测试相关参数，反馈是OK 的。

如果檢查 MOS 管特性是正常的，那有可能是老化、環境...等因素造成參數漂移後產生的異常。
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7 [# Y( O6 s2 T8 r/ n9 }* \. h除了狗弟之前降低上拉（Pull-Up）電阻值的經驗外，器件規格也告訴我們，溫度降低、導通電阻 R_DS(on) 也會跟著降低，也可以噴冷凍劑在不良 MOS 管上試試，或吹風機加熱正常的 MOS 管。但這些手段僅是驗證測試，不能作為解決方案。
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! Q7 T1 n. w/ D/ j* Q+ V單從供應商的規格來看，他們並不保證 1.8V 下能正常動作，最好能換成虐死批你呀（Nexperia）BSH103。
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關於這個電路在 1.8V 應用的風險，小弟在下一貼回您。

僅為個人建議！
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) x& ~, v2 ?# r; W6 y4 z附註：
3 l: e, U5 Y( ]9 v我查看用戶設定，您並未被限制發言。
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radioes8 发表于 2025-4-23 21:34
. R- G( H7 w  @  h产品是使用一段时间之后才故障的，使用之前是好的。管子对照规格书测试相关参数，反馈是OK 的。

# H+ ^2 s. v9 K8 r9 I8 K潛在風險
. `5 ~$ s$ f8 Q! c4 U上述討論僅侷限在 N-Channel MOSFET 導通的問題上，這些要求僅能保證電路最基本的正常動作，但大多數人都不會去量測 I²C 的特性。其實在國外的討論網站上，這個電路都只建議使用在 3.3V 和 5V 間的 I²C 電平轉換。然而華人卻很聰明的，把它照抄到 1.8V 和 3.3V 的應用上。

) V; y9 c5 \8 W* l3 \由於 1.8V 已經接近 N-Channel MOSFET 的最低工作電壓了，對於 > 100KHz 的高速應用，上升時間（Rising Time）及下降時間（Falling Time）等特性，有可能會超出 I²C 或其它介面規範要求。大家都本著會動就好的原則，經常會忽略這些問題，在選擇器件規格時又不嚴加把關，所以偶有意外發生也是正常的，設計時宜對訊號進行量測及檢視。

我們之前的經驗是，應用於 1.8V 和 3.3V 的電平轉換，400KHz 之下的上升時間（Rising Time）及下降時間（Falling Time）會非常接近 I²C 規範要求，記得餘量 < 10ns。這個測試結果對於小米或華為這類的大客戶，可能就會提出質疑了。

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超級狗 发表于 2025-4-24 08:09
6 Z. Q0 g( X- R. C1 M' \潛在風險
6 \( U8 a/ L, b上述討論僅侷限在 N-Channel MOSFET 導通的問題上，這些要求僅能保證電路正常動作，但大多數人 ...

5 j% b. G. h6 Q! v$ B; XLevel Translator 介紹
市售的 Level Translator，因為裡面會有 One Shot Accelerator 電路，能縮短上升時間（Rising Time）及下降時間（Falling Time），可以支援 ≥ 2MHz Open-Drain 傳輸應用。針對 1.8V 和 3.3V 間的 I2C 電壓轉換，如果設計不是只要求會動就好，或是 100KHz（含）以下的低速傳輸，宜選擇專用的 Level Translator IC。
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: B1 g) i- B9 G, m0 }8 {輔助計算
2 U4 D% k7 Y$ K  k這個電路當輸入端 High Side = 0V（GND）時，怎樣才能讓 MOS 管導通，不要讓電流走體二極管（Body Diode），避免造成輸出端 Low Side = 0.6V ~ 0.7V 的問題。
* C, ^; q4 o  N; U7 B6 @
4 E( f# v  ?+ J: ?) j假設：
8 k, D" U' Y4 o( pLow Side Voltage = 1.8V
High Side Voltage = 3.3V
) ?! [2 ^: J" r/ l; UPull-Up Resistor = 2.2KΩ

% i. m) d2 x) s* f# u$ N5 {' A# m哪條路徑阻力小，就會走那條路徑；意即，電流大的阻力就小。
1 |: ]1 ?$ p; V
體二極管（Body Diode）若導通，電流計算如下；
(1.8V - 0.6V) / 2.2KΩ = 545.5μA
  r* N9 P7 K4 g7 F! v假設體二極管（Body Diode）導通時的順向偏壓（Forward Voltage）為 0.6V。

MOS 管的通道若導通，電流計算如下；
, W; s2 G( g, b* M1.8V / 2.2KΩ = 818.2μA
假設 MOS 管導通時 R_DS(on) 遠小於 2.2KΩ，可以忽略不計！
$ @& [0 U5 S2 K& g# B
推論結果
如果 MOS 管在 V_DS = 0.6V 時，I_D 電流還能大於 818.2μA，這個電路就能正常工作了。考慮單體差異、測量誤差及環境變因等影響，為了確保 MOS 管能穩定導通需要多抓點餘量，也許可以取 10mA ~ 50mA 當門檻。
8 N9 V% z$ B2 \) K# v
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radioes8

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超級狗 发表于 2025-04-24 14:15:31
; W. b" \( A+ j6 F輔助計算
這個電路當輸入端 High Side = 0V（GND）時，怎樣才能讓 MOS 管導通，不要讓電流走體二極管（Body Diode），避免造成輸出端 Low Side = 0.6V ~ 0.7V 的問題。

假設：
Low Side Voltage = 1.8V
% Z+ o4 N; }4 F: [- v, ?# Z& w( RHigh Side Voltage = 3.3V
! F4 |( j$ d3 l) E8 D$ TPull-Up Resistor = 2.2KΩ
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哪條路徑阻力小，就會走那條路徑；意即，電流大的阻力就小。

$ a; T5 n5 H& U" G/ S5 \: z體二極管（Body Diode）若導通，電流計算如下；
(1.8V - 0.6V) / 2.2KΩ = 545.5μA
假設體二極管（Body Diode）導通時的順向偏壓（Forward Voltage）為 0.6V。

MOS 管的通道若導通，電流計算如下；
' g% m- W: {+ h1 t! L( J8 [1.8V / 2.2KΩ = 818.2μA
假設 MOS 管導通時 R_DS(on) 遠小於 2.2KΩ，可以忽略不計！

$ s2 a  |- \2 v2 p) f推論結果
如果 MOS 管在 V_DS = 0.6V 時，I_D 電流還能大於 818.2μA，這個電路就能正常工作了。考慮單體差異、測量誤差及環境變因等影響，為了確保 MOS 管能穩定導通需要多抓點餘量，也許可以取 10mA ~ 50mA 當門檻。

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) ?. @1 G% k5 F# r6 M电脑网页回复会提示  填写内容包含不良信息，无法提交
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radioes8

上拉电阻修改为1000可以验证下是否可以正常

KIRITOJ

左边3.3V要不要考虑接个上拉呢

1597689180@qq.c

学习了！

yhg-cad

过来学习一下

wangshilei

用VGS_TH小的管子就行,  这是常遇到的问题,不放心就直接用电平转换IC