低功耗MSP430单片机在3V与5V混合系统中的逻辑接口技术

　　图3是用于3V CMOS器件输出电路的简化形式。当输出端电压高于VCC+0.5V(二极管压降)时,P沟道MOS场效应管的内部二极管会形成一条从输出端到VCC的电流通路。这种电路在与5V器件相接时需要加保护电路。

　　图4是一种带保护电路的CMOS器件输出电路。当输出端电压高于VCC时,比较器使S1开路,S2闭合,电流通路消失。这样在三态方式时就能与5V器件相接。

2.3 biCMOS输出电路

LVT和ALVT器件的biCMOS输出电路如图5所示。它用双极NPN晶体管和CMOS场效应管来获得输出电压摆幅达到电源电压的要求。电流不会通过NPN双极晶体管回流到VCC,但在P沟道MOS场效应管中的内在二极管仍然会形成一条从输出端到VCC的电流通路(为了简化,图5中没有画出该二极管)。因此这种电路不能接高于VCC的电压。

对图5电路所加的保护电路如图6所示。增加了反向偏置的肖特基二极管,用以防止电流从输出端流到VCC。图6中的输出端与5V驱动器共用一条总线。在三态方式时,电路可以得到保护。当出现总线争夺即两个驱动器都以高电平驱动总线时,比较器将P沟道MOS场效应管断开。当3V器件处于等待方式而3V电源为0时,比较器和肖特基二极管可以起保护作用。

图6 用比较器和反向偏置的肖特基二极管保护3V器件的输出端