CMOS の AC 動作は ?
1.8 V→2.5Vのレベル変換
双方向のレベル変換には
TC74LCX245
やTC74VCX245
は、 低い電圧と高い 電圧の双方向・単電源でのレベル変換として使う事が できます。TC74LCX245
は3.3V
⇔5V
、TC74VCX245
は1.8V
⇔3.3V
,1.8V
⇔2.5V
などのレベ ル変換となります。動作例(右の図1を参照)
TC74LCX245を使用し、電源電圧VCC(VCCA)=3.3V、
Abus(An)側を5V系システム、Bbus側を3.3V系システム、と した例で説明します。
先ず、Abus入力→Bbus出力方向で考えますと、Abus に入る信号が電源5V系(VCCB)のシステムになりま すので、Abus(An)に5Vの信号が入力されます(①)。
この場合トレラント機能がありますのでBbus(Bn)には 3.3Vが出力(②)されます。よって、高い電圧から低い 電圧へのレベルシフトができた事になります。
逆方向の、Bbus(Bn)入力→Abus(An)出力の場合で は、Bbus(Bn)入力に3.3Vが入力されます(③)。
TC74LCX245の電源VCC(VCCA)が3.3Vですので、
Abus(An)出力には3.3Vの電圧が出力されてしまいま す(④)。よって、低い電圧から高い電圧へのレベル変 換はできていない事になります。
そこで、Abus(An)側につながるICの高レベル入力電圧 (VIH)が、TTL入力レベルのような低い設定のICを使用
(図1)1電源タイプ双方向レベル変換
VCCAとVCCBの対応表
前段IC 後段IC
VCCA≒VOUTA シリーズ VCCB=5V
VIH=2.0V VCCB=3.3V
VIH=2.0V VCCB=2.5V VIH=1.6V
3.3V LCX ○ − −
2.5V VCX ○ ○ −
1.8V VCX × × ○
して頂きますと、Abus(An)出力3.3VをHIGHレ ベル入力と判断しますのでAbus(An)側につな がっている5V系のシステムが動作する事になり ます。
ちなみに、TC74VHC245には入出力I/O端子 にトレラント機能がありませんので、入出力 I/O端子にVccより高い電圧を印加できませ ん。よってレベル変換はできません。
① ②
③
④
双方向のレベル変換には
2電源タイプレベル変換,双方向は3.3V⇔5V,
1.8V⇔3.3V,1.8V⇔2.5Vなど内部にレベルコンバータ 回路を内蔵したICです 一般にレベルシフタ、レベル トランスレータと呼称しています。
TC7MP3245(8bit)を例にとりますと、VCCA=1.1〜2.7V,
VCCB=1.65〜3.6V間のあらゆる組合せのレベル変換 ができます。
2電源レベルシフタの特徴としましては、出力電圧が Abus(An):VOH≒VccA、 Bbus(Bn):VOH≒VccBと、
フルスイングするため消費電流も少なく、高速にスイ ッチング動作を行います。
コントロール回路の電源が低いタイプのものと高いタ イプのものがあります。コントロール回路の電源は同 時か先に投入する必要があります。8ビット品と16ビッ ト品ではコントロール回路の電源がそれぞれVCCA,
VCCBとなりますので注意が必要です。
2電源タイプ双方向レベル変換 低い電圧(VCCA)⇔高い電源(VCCB)
ちょっと一息
③電源投入の順番は?
Vcc
出力 入力
GND
TC74HCの入力保護等価回路、出力寄生回路
入力保護ダイオード
出力寄生ダイオード D1
TC74VHCはD1ダイオードなし。
Vcc
入力
Vcc 入力
TC74HCの電源投入順序は?
○
×
電源,入力の投入順序は一般に絶対最大定格を満足するため,
(1)GND
を接続,(2)Vcc
を接続,(3)
入力信号の接続で行ってください。電源降下の順序は電源投入の逆で行ってください。TC74VHC/VHCT
,TC74LCX
,TC74VCX
のような入力トレラント機能(
入力から電源へ向かって の順方向となる入力保護ダイオードがない)のある製品は,電源が加わらない状態でも入力信号 を印加することが可能です。そのため,(2),(3)
の投入順序は必要ありません。参考:東芝セミコンダクター社ホームページ 汎用ロジックIC よくあるお問い合わせ