是否有双向5v-3.3v电平转换器？

是否有可将任何3.3V输入/输出连接到5V输出/输入的IC？我主要在Arduino Due上需要它，但是如果有像这样的双向IC会很好。

有人建议我使用SN74AHC125和CD4050 IC，但我不了解它们的工作方式或接口。

一个简单的双向电平转换器可以用单个N-mosfet制成：

所用的MOSFET应该是具有低Vgs阈值的模型，以便在预期的输入电压电平（在这种情况下为3.3v）下具有相对较低的Rds-ON（导通电阻）。在一个这样的示例中，
BSS138的Vgs-th为1.5v max，并且被指定为具有低漏极-源极电阻，且Vgs电压低至2.5v（也可能稍低）。

所示示例使用3.3v <-> 5v转换，但即使在2.5v <-> 12v之间，它也可以在2.5v <-> 3.3v或2.5v <-> 5v下工作。该范围仅受所用MOSFET的特性限制。

所示电路基于NXP
AN97055的应用笔记，适用于I2C总线和其他系统的双向电平转换器
新的较短版本：AN10441 I2C总线设计中的电平转换技术

当L1为高电平（3v3）或悬空R1时，MOSFET保持截止状态，因此R2将漏极侧拉高（至5v）。

当L1拉低时，MOSFET导通，漏极变低。

当对H1施加低电平（0）时，该电压通过衬底二极管传输到源极（L1）

请注意，电阻大小会影响速度（图像来源）

替代晶体管解决方案

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由于问题似乎是针对提供双向电平转换的IC的，因此考虑德州仪器（TI）的TXB010x系列部件：TXB0102有2个通道，TXB0104有4个通道，TXB0108有8个通道。

该系列IC的突出特点是可以自动检测信号方向，因此不需要单独的方向设置引脚。

高达10 MHz的开关速度可靠地工作。理论上的最大速度可能更高-根据我的判断，数据表对此并不明确。

我有一个在3.6伏MSP430启动板和5伏Arduino Nano之间工作的TXB0108，因此涵盖了该问题的用例。

为了进行试验，Adafruit提供了一个包含TXB0108的预构建模块，从而节省了焊接SMD零件的麻烦。0102和0104可能有其他类似的选项。

如果目的是对不适合TXB系列IC 的I2C信号进行电平转换，则专门解决I2C的上拉电阻和集电极开路拓扑的选件是这样的模块，该模块再次由Adafruit出售。和其他供应商。

该模块以alexan_e的答案中所述的方式使用BSS138 MOSFET。虽然不是问题所要求的单个IC，但它也许可以实现预期的目的。另外，使用MOSFET自己构建该电路也很简单。

您应该考虑的另一件事是，您是否真的需要电平转换。即使在较低的电压（例如3.3）下运行，许多芯片也具有5V耐压输入引脚。atmega CPU还将arduino的任何高于0.6 * Vcc或3V的内容都解释为逻辑高电平，因此3.3V信号可以直接驱动arduino引脚而无电平移位。

假设您使用的是5V arduino，并且需要与3.3V部件通信，如果该部件具有5V耐压输入（如今很多），只需将它们连接起来就可以使用。如果您的双向线路是集电极开路设计，例如i2c，其中设备仅将线路拉低，则只需将上拉电阻连接到3.3V而不是5V，事情就可以了。

否则，您需要做的就是确保线路电压不超过3.3V，您可以使用电阻和齐纳管进行此操作，在arduino线上放置一个电阻，然后通过齐纳管将电压钳位至3.3V。_{（来源：repetae.net）}

您可能会想住危险的生活，只使用10k电阻就可以了。之所以可行（有时！）是因为接收芯片内部存在一个钳位二极管，该钳位二极管将多余的电压分流至vcc或3.3V。如果您尝试将整个3.3V线路通过它拉至5V，则该二极管会烧坏（除了将该线路拉至5V所造成的任何损害），但是如果使用电阻器，则不会流过太多电流，并且假设您的3.3V线路负载很小，不会显着改变电源线的电平，但有很多警告。因此，总的来说，除非您有本地隔离的3.3V总线，否则真的不能为齐纳管多花2美分。我之所以只提它，是因为您会在原理图上看到它，因为它是在ebay上买到的便宜便宜的分线板，可能会想要复制它，只是不要让它越过面包板进入生产设计。:)

编辑只是注意到您正在使用更新的3.3V arduino，所以只要反转我上面所说的，尽管显然某些I / O线路可能耐受5v电压，但齐纳电阻技巧仍然可以使用，似乎有些分歧在论坛上。Teensy 3.1还是一个不错的小型ARM板，具有所有5V耐压引脚，不到适当设计更好的恕我直言的成本的一半，http： //www.pjrc.com/store/teensy31.html

从便宜的解决方案部门，可以像在Silicon Labs AN883中那样，用BJT和肖特基二极管代替FET（根据基于恩智浦应用笔记的公认答案）。他们的原理图与其他事物有些复杂，因此我在这里提取了必要的部分，并对其进行了重新定向，因此看起来像在接受的答案中，可以轻松比较两个原理图：

BJT仅在从低到高的方向上进行平移...完全与单晶体管电平上移器中讨论的一样。肖特基取代了FET的体二极管，实现了高→低转换。

以下是他们针对3.3 <-> 1.8V转换器的放大范围测量；他们还提出了5→1.8V转换等原理图。当进行3.3→1.8V转换时，MMBT3904仅具有150mV（饱和）压降。BAS40二极管在相反方向上的压降为350mV。这些信号影响（显然）在转换器的低端和高端上的逻辑低电平输出。

他们两边都有不错的CMOS器件，因此输入阻抗不是什么大问题。在它们的1V / div迹线中没有可见的逻辑高容限的下降/偏移，因此我在这里没有打扰。根据我的仿真结果，他们设备的输入阻抗至少为1Mohm。逻辑高裕度开始下降到低于100K输入阻抗左右。

另外，他们建议这种基于BJT的转换器最高只能达到300KHz左右。

我不确定这些解决方案中的哪一种更便宜，实际上是FET还是Schottky + BJT ...，但是这肯定需要更多的零件...除非您使用确实存在的那些二极管+晶体管封装之一，例如PZMT1101。但您还需要3个电阻。

好吧，有很多。您需要指定最大频率是多少，需要多少位，等等。总之，您可以使用任何电压电平转换器IC。德州仪器（TI）具有用于同一目的的简洁选择工具：http ://www.ti.com/logic/docs/translationresults.tsp?sectionId=458&voltageIn=5.0&searchDirection=2&voltageOut=3.3# voltintf

另外，如果您正在寻找良好的电气隔离以及双向电平转换功能，则建议使用ISO1541。它相当便宜，并且通过隔离提供了良好的保护。

您可以在此处找到所有方法的摘要

http://playground.arduino.cc/Main/I2CBi-directionalLevelShifter

最简单的解决方案是在3.3V电压下运行所有​​电路。HC芯片将很高兴在该级别上运行。

如果无法做到这一点，当您将自己局限于一个方向时，可以使事情变得简单得多。电压为5V的HCT芯片可以接受3.3V的电压，而简单的两电阻分压器可以将5V降低至3.3V。一些uC的引脚可以承受5V的电压，因此您不需要分压器。如果在引脚上放置5V上拉电阻，并在接地和开路（=输入）之间切换，那么您将获得0-5V的可通过输出。

对于耦合集电极开路总线（I2C，达拉斯1线制），BS138技巧是一个可行的方法。有一些用于I2C的小芯片，可将两个FET放在一个外壳中。（PCA9306等）

但是，如果您真的想进行双向电平转换：确实存在此类芯片，请检查TXB0108。

一个简单的解决方案是使用SN74LVC244AN。可以用3V3供电，输入端的容差为5V。