低功耗MSP430單片機(jī)在3V與5V混合系統(tǒng)中的邏輯接口技術(shù)

　　圖3是用于3V CMOS器件輸出電路的簡化形式。當(dāng)輸出端電壓高于VCC+0.5V(二極管壓降)時(shí),P溝道MOS場效應(yīng)管的內(nèi)部二極管會形成一條從輸出端到VCC的電流通路。這種電路在與5V器件相接時(shí)需要加保護(hù)電路。

　　圖4是一種帶保護(hù)電路的CMOS器件輸出電路。當(dāng)輸出端電壓高于VCC時(shí),比較器使S1開路,S2閉合,電流通路消失。這樣在三態(tài)方式時(shí)就能與5V器件相接。

2.3 biCMOS輸出電路

LVT和ALVT器件的biCMOS輸出電路如圖5所示。它用雙極NPN晶體管和CMOS場效應(yīng)管來獲得輸出電壓擺幅達(dá)到電源電壓的要求。電流不會通過NPN雙極晶體管回流到VCC,但在P溝道MOS場效應(yīng)管中的內(nèi)在二極管仍然會形成一條從輸出端到VCC的電流通路(為了簡化,圖5中沒有畫出該二極管)。因此這種電路不能接高于VCC的電壓。

對圖5電路所加的保護(hù)電路如圖6所示。增加了反向偏置的肖特基二極管,用以防止電流從輸出端流到VCC。圖6中的輸出端與5V驅(qū)動(dòng)器共用一條總線。在三態(tài)方式時(shí),電路可以得到保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)總線爭奪即兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器都以高電平驅(qū)動(dòng)總線時(shí),比較器將P溝道MOS場效應(yīng)管斷開。當(dāng)3V器件處于等待方式而3V電源為0時(shí),比較器和肖特基二極管可以起保護(hù)作用。

圖6 用比較器和反向偏置的肖特基二極管保護(hù)3V器件的輸出端