原创 正确处理不同电平IO的连接（二）

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如果输出器件的供电电压与输入供电的供电电压不同，则需要视乎实际情况决定是否需要做电平转换（Level Translation）。常见有以下几种情况：

1、3.3V CMOS（LVCMOS）或3.3V TTL（LVTTL）输出接5V CMOS输入。V(OH)<V(IH)，直接连接不可靠，需要电平转换芯片，例如SN74LVCC3245A。

2、3.3V CMOS（LVCMOS）或3.3V TTL（LVTTL）输出接5V TTL输入。V(OH)>V(IH)，可以直接连接。

3、5V CMOS或5V TTL输出接3.3V CMOS（LVCMOS）或3.3V TTL（LVTTL）输入。虽然V(OH)>V(IH)，但是直接连接的话，由于输入口有上拉二极管（嵌位至3.3V，保护栅极），高于3.3V+0.7V（二极管压降）的输入电压会打开上拉二极管，使电流从输入口流向3.3V供电（如图）。这样会增加系统功耗，而且有可能烧毁该二极管。解决办法有两种：

(1) 串联KΩ级的电阻，使上拉二极管的电流比较小，并且输入口的栅极能被嵌位在3.3V，不会损坏输入口。缺点是信号跳变时间变慢，不适合高速电路。

(2) 输入端采用具有Overvoltage-Tolerant特性的器件，例如AUC、LVC、LV-A等系列器件。这些器件的输入口取消了上拉二极管，并且加厚了输入口的栅极，使得它可以在3.3V供电时接受5V的输入电压。不过要注意的是，由于没有了上拉二极管的保护，如果输入电压过高（包括阻抗不匹配产生的过冲），将有可能永久损坏输入口。