手把手教你用分立元件搭建HDMI IIC，5V與3.3V雙向電平轉換電路！

文|原創：卧龍會 布布熊

今天由布布熊為大家提供和分析一個HDMI的IIC電路：

電路說明

一、這個電路功能其實就是個雙向電平轉換電路，原創微信公眾號：卧龍會IT技術

二、對於IIC電路如果用集成很多工程師感覺不划算，都喜歡用簡單的分立元件搭出一個來這樣省事又省成本，那我們利用N溝道增強型mos這裡有一點要記住需要選擇有body diode，需要利用這個實現雙向轉換

三、那麼為啥HDMI的IIC電路需要做電平轉換呢，因為通常電視機等顯示終端是5V，而驅動端晶元往往是3.3V或者1.8V的IO電平那是無法驅動5V電平信號的，所以我們需要電平轉換電平，但往往2路雙向選集成電路非常浪費，才有了分立電路的設計的用武之地，電路廬山真面目如下：

A,從驅動端晶元的低電平到電視機等終端的高電平電路如下設置：

下面做電路分析如下：

1、當V5為低電平的時候，VGS=3.3V時mos管導通，R8的左邊電平被R7和V5拉為低電平，C3幾乎不充電，保持低電平等效電路如下：

根據BSN20的漏極電流和導通電阻的關係曲線如圖：

由電路分析ID電流大約為10mA，可以大致查出為16歐姆左右這樣等效電路如下：原創微信公眾號：卧龍會IT技術

可以看出低電平不是0V而是一個高於0V這個電平，這個電平的大小跟mos導通電阻，串接電阻R7和IO灌入阻抗Rsink有關

2、當V5為高電平3.3V的時候，VGS=0V時mos管截止，R8的左邊電平被R2和V1拉為高電平，對C3充電，所以波形的上升沿取決去R2/R8/C3的值等效電路如下：

B,從電視機等終端晶元的高電平到驅動端的低電平電路如下設置：

下面做電路分析如下：

1、當V6為低電平的時候，由於寄生二極體的存在導致VG電壓接近0V相當於VGS約等於3.3V時mos管導通，R5的左邊電平被R6和V6拉為低電平，C2幾乎不充電，保持低電平等效電路如下：

R5左邊形成稍微高於0V的低電平，要符合3.3V電平相應的值需要調整一下，在實際電路使用中

1、當V6為高電平的時候，由於寄生二極體的存在，導致mos管截止，R5的左邊電平被R3和V4通過對C2充電拉為高電平，等效電路如下：

提醒：電路使用時要注意低電平灌電流的大小，IO是否能承受，

現在布布熊為大家電路分析完成，順便提幾個問題：

1、如果BSN20不帶寄生二極體能實現雙向電平轉換嗎？

1A：不能，沒有寄生二極體無法讓mos導通，mos漏極側低電平無法傳遞到柵極從而導致mos導通

2、R5/R7和R6/R8是同一個電阻只是放在同一個文件導致命名不一樣，這2個電阻有何作用？

2A：串聯匹配，防止信號振鈴，限制驅動強度，原創微信公眾號：卧龍會IT技術

3、C1/C2是同一個電容只是放在同一個文件導致命名不一樣，這個電容有何用？

3A：消除低壓側由低變高引起的突變導致的毛刺如下圖：

電容加上後

這個電容要視具體情況定，要在調試過程中確定具體的值

4、這是3.3V轉5V的雙向電平轉換，如果是1.8V轉5V這個電路是否還可以用為啥？

4A：電路通用，但是mos管得換更低VGS電壓就導通的

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