智能手機的高性能、小封裝邏輯電平轉(zhuǎn)換方案

　　近一兩年來，在蘋果公司iPhone手機的帶動下，智能手機市場迅速擴大。智能手機等便攜產(chǎn)品的一個重要特點是功能越來越多，從而支持更廣泛的消費需求。但智能手機等便攜產(chǎn)品內(nèi)部用于支持不同功能的集成電路(IC)或模塊的工作電壓往往不同，如基帶處理器和應(yīng)用處理器電壓一般在1.5 V至1.8 V之間，而現(xiàn)有許多外設(shè)工作電壓一般為2.6至3.3 V，如USIM卡、Wi-Fi模塊、調(diào)頻(FM)調(diào)諧器模塊工作電壓為2.8 V，而相機模塊為2.7 V。

　　
　　因此，智能手機等便攜產(chǎn)品中的不同IC與外設(shè)模塊之間存在輸入/輸出電壓失配問題，要使這些器件與模塊之間互相通信，需要高效的邏輯電壓電平轉(zhuǎn)換。所謂的邏輯電平轉(zhuǎn)換器即連接不同工作電壓的IC與模塊或印制電路板(PCB)，提供系統(tǒng)集成解決方案。

　　傳統(tǒng)邏輯電平轉(zhuǎn)換方法及其優(yōu)缺點

　　由于晶體管-晶體管邏輯(TTL)和互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)是邏輯電路中的標準電平，因傳統(tǒng)邏輯電平轉(zhuǎn)換方法中，TTL-CMOS輸入轉(zhuǎn)換很常見。這種轉(zhuǎn)換方法簡單，成本低，主要用于低電平至高電平轉(zhuǎn)換，也能用于轉(zhuǎn)換高電平至低電平。這種轉(zhuǎn)換方法也存在一些缺點。其它傳統(tǒng)邏輯電平轉(zhuǎn)換方法還有過壓容限(OVT)電壓轉(zhuǎn)換、漏極開路(OD)/有源下拉轉(zhuǎn)換和分立I2C轉(zhuǎn)換等，各有其優(yōu)缺點，參見表1。

　　雙電源邏輯電平轉(zhuǎn)換及應(yīng)用

　　邏輯電平轉(zhuǎn)換中會消耗功率。例如，在低至高電平轉(zhuǎn)換中，為了輸出高邏輯電平，輸入電壓(Vin)低于VCC，電源電流變化(ΔICC)始終較高，因此功耗也較高。為了解決高功耗的問題，可以采用雙電源電壓(VCCA及VCCB)邏輯電平轉(zhuǎn)換器，在邏輯電源電壓(VL)等于Vin時，ΔICC就為0，從而降低功耗。

　　常見雙電源邏輯電平轉(zhuǎn)換包括單向轉(zhuǎn)換、帶方向控制引腳的雙向轉(zhuǎn)換、自動感測雙向轉(zhuǎn)換(推挽型輸出)及用于漏極開路應(yīng)用(如I2C)的自動感測雙向轉(zhuǎn)換等，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。