“當我們使用3.3V單片機(STM32系列)和5V的器件通信時(IIC設備)，電平轉換就勢在必行了”

01經典電平轉換電路

1.1、這是一款經典的電平轉換電路，該電路的核心是一個N溝道場效應管，外加2個不同電壓的上拉電阻，基本原理：當節點1輸入高電平H時，VGS=0,則Q1處于截止狀態，當節點1輸入為低電平L時，VGS=3.3V，則Q1處于導通狀態。

02場效應管選型

2.1、場效應管的選型參數應重點關注柵-源電壓(Gate Source Voltage,VGS)，其值不能過小，否則場效應管將由于VGS小于柵極閾值電壓(GateThreshold Voltage)而無法導通(或阻值較大)。 SI2302DS的相關參數如下圖所示，為了電路工作穩定可靠，需保證不小于1.8V。

2.2、當然，VGS同樣不能太大，否則可能損壞場效應管。 SI2302DS的相關參數如下圖所示，需保證VGS的絕對值不能大于12V。

03基于SI2302DS場效應管的電平轉換電路Multisim分析

3.1、Multisim仿真分析下3.3V轉5.0V電平轉換電路的基本原理，從箭頭所指方向。 當節點1給一個高電平3.3V時，VGS=0,此時Q1處于截止狀態，節點2被R2電阻上拉為高電平5V，如下圖所示：

3.2、從箭頭所指方向(3.3V轉5.0V)。 當節點1給一個低電平0V時，VGS=3.3V,此時Q1處于導通狀態，節點2被R下拉為與節點1一樣的低電平0V，如下圖所示：

3.3、Multisim仿真分析下5V轉3.3V電平轉換電路的基本原理，從箭頭所指方向。 當節點2給一個高電平5V時，VGS=0,此時Q1處于截止狀態，節點1被R1電阻上拉為高電平3.3V，如下圖所示：

3.4、當節點2給一個高電平0V時，轉換過程有2個過程，由于節點1初始化上電為高電平3.3V，VGS為0，此時呢Q1不導通，但由于Q1本身有一個寄生二極管，它會將節點1下拉至低電平，但比節點2高一個二極管壓降，約0.7V，故也屬于低電平。

然后呢，VGS此時(3.3V-0.7V = 2.6V), 大于Q1導通閾值，從而Q1導通，所以，節點1進一步為低電平0V。