应用於智慧型手机的高性能、小封装逻辑电平转换方案近一两年来，在.PDF

應用於智慧型手機的高性能 、小封裝邏輯電平轉換方案 近一兩年來 ，在蘋果公司iPhone 手機的帶動下 ，智慧型手機市場迅速擴大 。智 慧型手機等可攜式產品的一個重要特點是功能越來越多，因此能支援更廣泛的消 費需求 。但智慧型手機等可攜式產品內部用於支援不同功能的積體電路(IC)或模 組的工作電壓往往不同 ，如基頻處理器和應用處理器電壓一般在 1.5 V 至1.8 V 之間 ，而現有許多外設工作電壓一般為2.6 至3.3V ，如USIM 卡 、Wi-Fi 模組 、 調頻(FM)調諧器模組工作電壓為2.8V ，而相機模組為2.7 V 。 圖1 ：邏輯電平轉換器應用示意圖 。 因此，智慧型手機等可攜式產品中的不同IC 與外設模組之間存在輸入/輸出電壓 失調問題，要使這些元件與模組之間互相通訊 ，需要高效的邏輯電壓電平轉換 。 所謂邏輯電平轉換器即連接不同工作電壓的 IC 與模組或印刷電路板(PCB) ，提 供系統整合解決方案 。 傳統邏輯電平轉換方法及其優缺點 由於電晶體-電晶體邏輯(TTL)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)是邏輯電路中的 標準電平 ，因傳統邏輯電平轉換方法中 ，TTL-CMOS 輸入轉換很常見 。這種轉 換方法簡單 ，成本低 ，主要用於低電平至高電平轉換 ，也能用於轉換高電平至低 電平 。這種轉換方法也存在一些缺點 。 其他傳統邏輯電平轉換方法還有過壓容限(OVT)電壓轉換 、漏極開路(OD)/有源 2 下拉轉換和離散I C 轉換等 ，各有其優缺點 ，參見上表 。 雙電源邏輯電平轉換及應用 邏輯電平轉換中會消耗功率。例如，在低至高電平轉換中，為了輸出高邏輯電平， 輸入電壓(V )低於 V ，電源電流變化(ΔI )始終較高 ，因此功耗也較高。為瞭 in CC CC 解決高功耗的問題 ，可以採用雙電源電壓(VCCA 及 VCCB)邏輯電平轉換器 ，在邏 輯電源電壓(V )等於V 時 ，ΔI 就為0 ，從而降低功耗 。 L in CC 常見雙電源邏輯電平轉換包括單向轉換、帶方向控制針腳的雙向轉換、自動感測 2 雙向轉換(推挽型輸出)及用於漏極開路應用(如I C)的自動感測雙向轉換等，結構 示意圖如圖2 所示 。 圖2 ：幾種雙電源邏輯電平轉換器的結構示意圖 在這些雙電源邏輯電平轉換方法中 ，單向邏輯電平轉換的原理就是在輸出啟用 (Output Enable, OE)為低電平時 ，提供A 點至B 點轉換 ；而在輸出啟用為高電 平時 ，A 、B 之間呈現高阻態(Hi-Z) ，