浅谈GTL-TVC系列的I / O保护应用和电压转换

在半导体世界中，有许多I / O标准通常根据设备工作电压对输入电压（VIH或VIL）和输出电压（VOH或VOL）有不同的电压水平要求。这些电压电平定义设备如何与其他设备通信，并且电压电平表示为总线标准。其中一些总线标准包括5 V CMOS，5 V TTL，3.3 V LVTTL，2.5 V AGP图形端口和1.5 V GTL +主机总线。提供迁移路径在所有行业领域中都很重要，因为在新设计中使用的系统组件即使在更高的电压水平下运行，也必须使用现有的总线基础结构与组件进行通信。由于新设备是采用先进的亚微米半导体工艺技术设计和生产的，

飞利浦半导体Gunning收发器逻辑转换器电压钳位（GTL-TVC）系列双向低压转换器采用BiCMOS工艺设计，用于保护新型高级亚微米组件上的敏感I / O。GTL-TVC设备保护这些新设备免受旧式旧设备施加的过电压和ESD的影响，并转换VIH和VOH开关电平。本应用笔记中提供的信息描述了GTL-TVC系列的I / O保护应用和电压转换，并使设计工程师能够成功地将具有不同I / O电压电平的设备接口。

应用领域

电压电平转换

GTL-TVC设备可用于在以不同电压电平运行的设备I / O之间建立接口。由于GTL-TVC设备的两侧均为漏极开路，因此可能需要上拉电阻，具体取决于I / O接口类型（图腾柱或漏极开路）和转换方向（从高到低，从低到高或双向）。定向）。只要栅极和源极电压之间的电压差保持在大约1 V，GTL-TVC器件就可以在1.0 V至5.0 V的任何电压之间转换。图1中的推荐电路连接了栅极（GREF）和参考漏极（DREF）共同通过200 kΩ电阻达到一个电压，该电压应至少比参考源（SREF）电平高1.5V。该电路将栅极偏置到高于参考源电压的阈值，并补偿各部分之间的阈值变化。

图1典型的两位双向应用

双向翻译

对于双向转换，GTL-TVC设备两侧的驱动器必须是开漏输出，或者至少必须以这样的方式控制它们：一侧的输出驱动器上的高电平与低电平之间的争用防止另一侧的输出驱动器上的电压过高。最简单的解决方案是使用漏极开路设备（标准GTL和I2 C / SMBus输出是漏极开路输出）。

使用开漏器件时，必须使用上拉电阻，并且其大小必须确保输出驱动器不会过载，也不会超过在翻译应用中使用GTL-TVC器件时建议的15 mA电流。如果该设备用于I2C总线转换，则必须确定电阻的大小，以提供小于3 mA的电流（指定I2C设备在0.4 V时最大驱动3 mA电流）。

如图1所示使用GTL-TVC器件时，由于GTL-TVC器件将上升到参考电源电压，因此不需要在较低电压侧上拉电阻。在将200kΩ电阻连接到基准漏极（DREF）和基准栅极（GREF）并上拉至比基准源（SREF）电平至少高1.5 V的电源电压时，大约2.5 µA的电流将流至基准电压源（SREF）。较低的电压侧为参考源电压值。如果已知低压侧泄漏（大于上述2.5 µA），则必须在低压侧和高压侧都包括一个上拉电阻，以提供所需的电流值。

向下翻译

在进行向下转换时，由于较低电压侧没有驱动器，因此较高电压驱动器可以是图腾柱，不带任何上拉电阻，也可以是带上拉电阻的漏极开路，并且在低压上不需要电阻上拉除非有过多的泄漏（大于上段所述的2.5 µA），否则应确保其无泄漏。

编辑：hfy