1、TXS0102简介

TXS0102DCTR是一个2位双向电压电平转换器，主要用途是与数据I/O（例如I2C或1-wire）上的开漏驱动器连接（其中数据是双向的且无可用的控制信号），在混合电压系统之间建立数字开关兼容性。它使用两个独立的可配置电源轨，其中A端口支持1.65V至3.6V工作电压范围，可跟踪VCCA电源；B端口支持2.3V至5.5V工作电压范围，可跟踪VCCB电源。因此，该器件能够支持在1.8V、2.5V、3.3V和5V电压节点之间任意进行双向转换。

2、TXS0102封装与引脚分布

对不同的型号，TXS0102系列有五种封装，进行器件选型和建footprint的时候一定要注意。

3、推荐工作条件和环境

TXS0102系列的推荐工作条件如下。运行过程中，需始终保证VCCA≤VCCB。因VCCA和VCCB的上电顺序不会损坏器件，因此可以首先对任一电源上电。输出使能(OE)由VCCA供电，当(OE)输入为低电平时，所有输出均为高阻抗状态。为确保上电或断电期间输出的高阻抗状态，OE输入引脚必须通过下拉电阻连接到GND，并且在VCCA和VCCB稳定之前不得启用。如果无控制器对OE进行控制，则需把OE引脚接到VCCA，以保证从A到B和从B到A互通。输出端口的接地下拉电阻的最小值由驱动器的电流源能力决定。

对不同的封装，热阻信息不同，设计时需要注意考虑温升和散热问题。

4、XS0102功能框图和传输架构

TXS0102采用传输门架构，具有边沿速率加速器（一次性）以提高整体数据速率。内部集成有开漏应用中常用的10kΩ上拉电阻，因此无需外部电阻。虽然该器件专为开漏应用设计，但该器件还可以转换推挽CMOS逻辑输出。对于推挽式驱动器连接到数据I/O的应用，TXB0102是更好的选择。TXS0102的功能框图如下。

当输出使能端(OE)输入为低电平时，所有输入/输出均处于高阻抗状态，可显著减少电源静态电流消耗。为确保在上电或掉电期间输入/输出均处于高阻抗状态，应将OE通过下拉电阻器接地；该电阻的最小值取决于驱动器的拉电流能力。如果无控制器对OE进行控制，则需把OE引脚接到VCCA，以保证从A到B和从B到A互通。

TXS0102是一款无方向电压电平转换器，专为转换逻辑电压电平而设计，可以自动感测数据方向，不需要方向控制信号来控制数据流从A到B或从B到A。架构如图10所示。

5、XS0102电气性能指标

本文以VCCA=1.8V、VCCB=3.3V下的应用场景为例描述TXS0102DCTR型电平转换芯片。

TXS0102DCTR时间特性：

TXS0102DCTR开关特性：

6、XS0102典型应用电路

典型应用电路如图11所示。

要开始设计过程，需确定以下内容：

（1）I/O输入电压范围

使用TXS0102的电源电压来确定I/O输入电压范围。对于有效的逻辑高电平，该值必须超过输入端口的VIH。对于有效的逻辑低电平，该值必须小于输入端口的VIL。

（2）I/O输出电压范围

使用TXS0102驱动的器件的电源电压来确定输出电压范围。

TXS0102具有10kΩ内部上拉。如有必要，可添加外部上拉电阻以减少信号走线的总R、C。

其中：

互连电阻（R）来自设计实现中各种金属层和过孔（vias）中的互连走线。

互连电容（C）也来自金属走线，包括接地电容以及相邻信号路径之间的电容。

（3）外部下拉电阻可降低输出VOH和VOL。使用公式1计算外部下拉电阻导致的VOH。

VOH=VCCx×RPD/(RPD+10kΩ)

其中：

VCCx是VCCA或VCCB上的电源电压

RPD是外部下拉电阻的值

7、XS0102推荐LAYOUT设计

为确保器件的可靠性，建议遵循以下常见的印刷电路板布局指南：

（1）电源上应使用旁路电容，并且应尽可能靠近VCCA、VCCB 引脚和GND 引脚放置。

（2）应使用短走线以避免过度负载。

（3）PCB信号走线长度必须保持足够短，以便任何反射的往返延迟都小于单次持续时间（大约30 ns），确保任何反射在源驱动器处遇到低阻抗。

8、实际应用电路

在某项目中，系统A、B之间通过TXS0102DCTR进行电平转换。VCCA接1.8V到系统A，VCCB接3.3V到系统B。对VCCA和VCCB均使用0.1uF的旁路电容。因无控制器对OE脚进行控制，因此将OE脚通过4.7K电阻上拉到VCCA，默认使A、B之间互通。

9、参考文献

1、TXS0102DCTR_（TI(德州仪器)）TXS0102DCTR中文资料_价格_PDF手册-立创电子商城