prólogo
Existen muchos estándares de E/S en el mundo de los semiconductores que tienen diferentes requisitos de nivel de voltaje para el voltaje de entrada (VIH o VIL) y el voltaje de salida (VOH o VOL), generalmente en función del voltaje operativo del dispositivo. Estos niveles de voltaje definen cómo los dispositivos se comunican con otros dispositivos y los niveles de voltaje se expresan como estándares de bus. Estos estándares de bus incluyen CMOS de 5 V, TTL de 5 V, LVTTL de 3,3 V, puerto de gráficos AGP de 2,5 V y bus host GTL+ de 1,5 V. Proporcionar una ruta de migración para todos los segmentos de la industria, ya que los componentes del sistema utilizados en los nuevos diseños deben comunicarse con los componentes que utilizan la infraestructura de bus existente, incluso cuando es importante operar a niveles de voltaje más altos. A medida que se diseñan y fabrican nuevos dispositivos utilizando tecnologías avanzadas de procesos de semiconductores submicrónicos, se necesita un método simple para evitar daños en los nuevos dispositivos y convertir los niveles de conmutación de voltaje de los dispositivos heredados de mayor voltaje.
La familia de traductores bidireccionales de bajo voltaje (GTL-TVC) de Philips Semiconductors Gunning Transceiver Logic Translator Voltage Clamp está diseñada en un proceso BiCMOS para proteger las E/S sensibles de los nuevos componentes submicrónicos avanzados. Los dispositivos GTL-TVC protegen estos nuevos dispositivos de las condiciones de sobrevoltaje y ESD aplicadas por dispositivos heredados más antiguos y traducen los niveles de conmutación de VIH y VOH. La información provista en esta nota de aplicación describe la aplicación de protección de E/S y la conversión de voltaje de la familia GTL-TVC, lo que permite a los ingenieros de diseño interactuar correctamente con dispositivos de diferentes niveles de voltaje de E/S.
solicitud
Cambio de nivel de voltaje
Los dispositivos GTL-TVC se pueden usar como interfaces entre las E/S de dispositivos que funcionan a diferentes niveles de voltaje. Los dispositivos GTL-TVC tienen drenaje abierto en ambos lados, por lo que, según el tipo de interfaz de E/S (poste tótem o drenaje abierto) y la dirección de traducción (de mayor a menor, de menor a mayor o bidireccional), es posible que se requiera . directividad). Los dispositivos GTL-TVC permiten la conversión entre cualquier voltaje entre 1,0 V y 5,0 V siempre que la diferencia de voltaje entre los voltajes de la puerta y la fuente se mantenga en aproximadamente 1 V. El circuito recomendado en la Figura 1 conecta la compuerta (GREF) y el drenaje de referencia. (DREF) a un voltaje a través de una resistencia de 200 kΩ. Este voltaje debe ser al menos 1,5 V más alto que el nivel de la fuente de referencia (SREF). Este circuito polariza la puerta a un umbral por encima del voltaje de suministro de referencia y compensa la variación del umbral de parte a parte. El voltaje de umbral de la puerta puede variar entre 0,6 V y 1 V, por lo que si el voltaje de GREF a SREF es inferior a 1 V, el nivel alto del lado bajo puede ser menor que el voltaje SREF. tensión GREF.
Traducción bidireccional
Para la conversión bidireccional, los controladores en ambos lados del dispositivo GTL-TVC deben ser salidas de drenaje abierto. O debe controlar la contención entre los niveles alto y bajo del controlador de salida en al menos un lado. Se evita el controlador de salida en el lado opuesto. La solución más sencilla es utilizar dispositivos de drenaje abierto (las salidas estándar GTL e I2C/SMBus son salidas de drenaje abierto).
Si usa un dispositivo de drenaje abierto, se debe usar una resistencia pull-up para evitar sobrecargar el controlador de salida o exceder la corriente recomendada de 15 mA para usar el dispositivo GTL-TVC en aplicaciones de conversión. Si el dispositivo se utiliza para la conversión de bus I2C, la resistencia debe dimensionarse para proporcionar menos de 3 mA de corriente (los dispositivos I2C están especificados para impulsar hasta 3 mA a 0,4 V).
Cuando se utiliza un dispositivo GTL-TVC como se muestra en la Figura 1, no es necesario colocar una resistencia pull-up en el lado de bajo voltaje ya que el dispositivo GTL-TVC pasa al voltaje de la fuente de referencia. Con resistencias de 200 kΩ en el drenaje de referencia (DREF) y la compuerta de referencia (GREF) y elevadas a un voltaje de suministro de al menos 1,5 V por encima del nivel de la fuente de referencia (SREF), aproximadamente 2,5 µA están disponibles en el valor de voltaje de la fuente de referencia. lado de voltaje Si se sabe que el lado de bajo voltaje tiene fugas (superiores a los 2,5 µA mencionados anteriormente), se deben incluir resistencias pull-up en los lados de bajo y alto voltaje para proporcionar los valores de corriente requeridos.
traducción abajo
Cuando se traduce hacia abajo, el lado de bajo voltaje no tiene controlador, por lo que el controlador de alto voltaje es un tótem sin una resistencia pullup o un drenaje abierto con una resistencia pullup, y el bajo voltaje no requiere una resistencia pullup. Conecte al lateral a menos que haya una fuga excesiva (superior a 2,5 µA como se menciona en el párrafo anterior).