Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Levelshifter SN74CBTD3384 (C)


von Maik M. (myco)


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Hallo,

Ich benötige für mein aktuelles Projekt einen Bidirektionalen 
Levelshifter für 3,3V <-> 5V Umsetzung. Dabei bin ich über den 
SN74CBTD3384C gestolpert. Das Datenblatt lässt allerdings ein paar 
Fragen offen, oder ich schau an der falschen Stelle.
Hinzu kommt, dass es neben dem SN74CBTD3384C noch die andere Variante 
SN74CBTD3384 (<- ohne C) gibt, bei der das Datenblatt noch weniger 
Informationen enthält.

So, hier mein Fragen:

1. ist der SN74CBTD3384 genauso bidirektional wie der SN74CBTD3384C und 
die "C" Erweiterung beschränkt sich nur auf die -2V Undershoot 
Protection? Die Frage stell ich mir, weil der Innenaufbau im Diagram ja 
prinzipiell bei beiden gleich ist.

2. Es gibt bei beiden Versionen Port A und Port B, es ist nirgendswo 
genau erwähnt, welche Seite für 5V ist und welche 3,3V, ist das egal?

3. Diese Frage hat weniger mit den ICs zu tun, sondern betrifft eher 
generell Levelshifter: Angenommen ich habe auf der 3.3V Seite einen 
Low-Ausgang, und durch "Programmierfehler/Denkfehler" habe ich auf der 
5V Seite auch einen Ausgang der High ist. Das würde ja dazu führen, dass 
irgendeine Seite wegen Kurzschluss abraucht (oder der Levelshifter 
vielleicht sogar selbst). Um mich dagegen abzusichern dachte ich an 
einen Serienwiderstand, aber auf welche Seite setzt man den am 
günstigsten, und wie groß sollte der sein?

Hat vielleicht schon jemand Erfahrungen mit dem IC gesammelt, und wäre 
so nett, seine Erkenntnisse zu teilen?

Danke!
MfG
Maik

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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Die xxx3384 sind meines Wissens nach keine echten Levelshifter,
sondern einfach nur FET-Arrays, deren Gate zuammengeschaltet nach VCC 
gehängt ist.
Über die Höhe des VCC Anschlusses läßt sich die Spannung einstellen, bei 
denen die FETs dann abschnüren.
Mit den QS3384 von IDT habe ich reichlich Erfahrungen gesammelt.
Die Typen von TI haben m.W. eine Ladungspumpe, so daß die
U(max,transfer) nicht VCC-0.6V ist, sondern VCC.

Zu Deinen Fragen:
1. weiß ich nicht
2. ja, A und B ist identisch
3. Der FET hat einen endlichen Kanalwiderstand, der den Kurzschlußstrom 
begrenzt. Siehe Datenblatt. Dieser ergibt zusammen mit C(Leiterbahn) 
dann die fmax der Schaltung. Ein Serienwiderstand mag zwar Imax 
begrenzen, setzt aber auch massiv fmax herunter.

Gruß,
Jörg

von Maik M. (myco)


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Das mit der Ladungspumpe ist mir jetzt neu, aber das würde erklären 
wieso ich bei 5V Versorgungsspannung, im Leerlauf 6V an den Ports messe. 
Auch das hat mir etwas Kopfzerbrechen bereitet. Meine Schaltung auf der 
3.3V Seite würde das wahrscheinlich nicht überleben.

Die Frequenz beträgt max. 10 MHz (ausschließlich digital) und die 
Leiterlänge beträgt mehrere cm (max ~15cm) wegen einer Board zu Board 
Verbindung. Ich dachte da an 100 Ohm, nur zur Sicherheit. Würde das 
Probleme bereiten?

von Joerg L. (Gast)


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Maik M. schrieb:
> Das mit der Ladungspumpe ist mir jetzt neu,

War mir auch neu, ich finde es aber prima, da die IDT-Typen immer 0.6V 
von "oben" herab abgeschnitten hatten, das ist für manche Betriebsart 
nicht brauchbar.

> aber das würde erklären
> wieso ich bei 5V Versorgungsspannung, im Leerlauf 6V an den Ports messe.

Aha, hört sich nach Leckströmen im FET an. Belaste das mal bitte mit 
100k und 10k und messe die verbleibende Spannung. Ich kann mir nicht 
vorstellen, daß hier viele uA fließen werden. Schreib doch mal die 
Ergebnisse, das interessiert mich.

> Meine Schaltung auf der
> 3.3V Seite würde das wahrscheinlich nicht überleben.

Je nach Strom (s.o.) ist das kein Problem, jedes 3.3 Device hat 
üblicherweise Clampingdioden.

> Die Frequenz beträgt max. 10 MHz (ausschließlich digital) und die
> Leiterlänge beträgt mehrere cm (max ~15cm) wegen einer Board zu Board
> Verbindung. Ich dachte da an 100 Ohm, nur zur Sicherheit. Würde das
> Probleme bereiten?

Das mußt Du Dir selbst ausrechnen. Für die Leiterbahnkapazität gibt es 
Formeln, die Geometriedaten hast Du ja. Und dann ist es ein einfacher 
Tiefpaß...

Üblich sind 22 bis 47R für Serienterminierungszwecke. Aber die können 
manches Signal auch sehr in Mitleidenschaft ziehen. 100R mache ich nur, 
wenn es unbedingt sein muß.

Gruß,
Jörg

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