大家好、
我们使用 TCA9543APW 将3.3V I2C 总线拆分为2条不同的1.8V I2C 总线。
使用10K 电阻器将输入 SDA、SCL 线路上拉至3.3V。 两个输出通道的 SDA、SCL 线路使用10K 电阻器上拉至1.8V。
当未选择任何输出通道时、所有这些信号电压均符合预期。
选择输出通道时、该通道的 SDA 和 SCL 线路电压变为2.15V。
为什么会这样？
请紧急帮助。
谢谢。
Emil Zacharia George
嗨、Emil、
简短答案：TCA9543A 的 VCC 被错误地选择用于您的电平转换应用。
FIX：将 Vcc 从引脚14的3.3V 更改为3V 或更低(例如1.8V、因为您有一个电源轨)
-------------------- 冗长的答案------------------------------------------
我们的 I2C 开关/多路复用器使用导通 FET 架构来提供电平转换功能。
当通道启用时、我们的器件将使用 Vcc 在导通 FET 的栅极提供基准电压。
让我们来看看一个示例：VCC =3.3V、次级通道设置为1.8V、就像您的情况一样。 辅助通道和主总线上的上拉电阻为10k。 我们将根据数据表中的图17 (3.3V-2V=1.3V)假设 Vth 大约为1.3V。
请注意、要去除导通 FET 上的寄生体二极管、我将两个 NFET 与源极连接在一起。
您可以看到、当我们启用次级通道(将栅极电压设置为3.3V)时、导通 FET 始终开启、次级通道(标记为 CHX)的电压大约为2V。
这是因为导通 FET 源端的1.8V 上拉电阻会生成一个栅极至导通 FET 的源极电压、其值为3.3V-1.8V = 1.5V、这大于导通 FET 的 Vth、即1.3V、这意味着导通 FET 导通。 然后、您可以将导通 FET 视为短路、因此现在您有一个带有3.3V 上拉电阻器的电阻分压器。 由于电阻分压器电压大于 Vgate-Vth、因此导通 FET 最终会将自身稳压至2V (3.3Vgate-1.3Vth =2V)、以尝试将自身重新置于切断运行区域。
现在、如果我想解决这个问题、我需要将栅极电压更改为较低的电平、以确保通道使能时、CHX 上拉电压与栅极电压相比小于 Vth (启用时、我们希望 Vgate_to source 小于 Vth)。 为此、我可以将器件的 Vcc 更改为3V 或更低(在我的示例中将使用2.5V)。
现在、当通道启用时、1.8V 保持稳压至1.8V、而不是看到始终传导的导通 FET、该 FET 会由于电阻分压器和自稳压导通 FET 而将电压拉高。
图17显示了如何为 I2C 开关选择 Vcc：
谢谢、
-Bobby
