レベルシフタ 製品シリーズ別特長解説

異電源間システムのインターフェイスを可能にするために、入力信号のHレベルを変更する事が出来るロジック製品です。片方向や双方向、方向制御信号が不必要な製品があります。

近年、回路の中心部を構成するプロセッサーやマイコン、そして、FPGAなどの低電圧化により周辺部品とのインターフェイスが困難になるケースが増えてきました。 また、それらの問題を解決するためのレベルシフタの種類も多い為、正しい選択ができず、トラブルを抱える方もいます。 この項では、要求に見合った正しい製品選択が出来る様になっております。

TI_レベルシフタ_製品シリーズリンク TI_レベルシフタ_ランアップリンク TI_レベルシフタ_自動方向制御リンク TI_レベルシフタ_トラブル事例リンク

製品シリーズ選択用フローチャート

TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表 TI_レベルシフタ選択表

レベルシフタ・ラインアップ

上記フローチャートにて、製品シリーズを絞り込んだ後、下記の表にて具体的な機能・変換電圧・対応周波数(データレート)を確認する事が出来ます。 なお、最終的な製品選定につきましては、メーカサイトの最新データシートをご覧ください。

TI_TI社電圧レベル変換HP

信号の向き - 片方向 (1.8V→3.3Vが可能なタイプ)-

回路
形式
製品名 回路数 機能 昇圧 降圧 最大データレート






SN74LV1Txx 1 00(AND), 02(NOR), 04(Inverter), 08(AND), 125/126(Buffer), 32(OR), 34(Buffer), 86(EX OR) 1.5V to 3.6V
2.2V to 5.5V
3.6 to 1.65V
5.5V to 3.0V
15Mbps(typ)@1.8V
50Mbps(typ)@3.3V/5.0V
SN74LV4T125 4 Buffer 1.35V to 3.6V
2.0V to 5.5V
3.6 to 1.65V
5.5V to 3.0V
30Mbps(typ)@1.8V
50Mbps(typ)@3.3V/5.0V
SN74AUP1Txx 1 00(AND), 02(NOR), 04(inverter), 08(AND), 14(Schmitt-Trigger Inverter), 157(Multiplexer - Noninverted), 158(Multiplexer - Inverted), 17(Schmitt-Trigger Buffer), 32(OR), 34*(Dual Vcc, Buffer), 50(Schmitt-Trigger Buffer), 57/58(Multi function), 86(Ex OR), 87(Ex NOR), 97/98(Multi function) 1.2V to 3.6V 3.6 to 2.3V 340Mbps(typ)
110Mbps(max) @ 1.8V→3.3V
SN74AUP1Txxの最大データレートは、目安とお考えください。


信号の向き - 双方向 -
回路
形式
製品名 回路数 機能 昇圧 降圧 最大データレート






が 方
必 向
要 制
 御
 信
 号
SN74AXC1T45
SN74AXC8T245
1,8 Buffer 0.65V to 3.6V 3.6V to 0.65V 200Mbps(max)@1.8↔3.3V
SN74AVC1T45
SN74AVC2T45
1,2 Buffer 1.2V to 3.6V 3.6V to 1.2V 220Mbps(max)@1.8↔3.3V
SN74AVCxxTxxx 4,8,16,20,
24,32
Buffer 1.2V to 3.6V 3.6V to 1.2V 220Mbps(max)@1.8↔3.3V
SN74LVC1T45
SN74LVC2T45
1,2 Buffer 1.65V to 5.5V 5.5V to 1.65V 120Mbps(max)@1.8↔3.3V
180Mbps(max)@3.3↔5.0V
SN74LVC8T245
SN74LVC16T245
8,16 Buffer 1.65V to 5.5V 5.5V to 1.65V 130Mbps(max)@1.8→3.3V
160Mbps(max)@3.3→5.0V
が 方
不 向
必 制
要 御
 信
 号
TXB0xxx 1,2,4,6,8 Buffer 1.2V to 5.5V 5.5V to 1.2V 40Mbps(max)@1.8↔3.3V
100Mbps(max)@3.3↔5.0V
F
E
T


が 方
不 向
必 制
要 御
 信
 号
TXS0xxx 1,2,4,6,8 FET(プルアップ抵抗内蔵) 1.65V to 5.5V 5.5V to 1.65V Push Pull :
24Mbps(max)
Open Drain :
2 Mbps(max)
LSF0xxx 1,2,4,8 FET(プルアップ抵抗外付け) 0.95V to 4.5V
(要プルアップ)
5.5V to 0.95V
(要プルアップ)
Push Pull :
200Mbps(max)
Open drain :
外付け抵抗値による
TXB/TXS以外の最大データレートは、目安とお考えください。

自動方向制御・2電源タイプ双方向レベルシフタ

レベルシフタが検討される際、システム設計当初から具体的な製品を考えれられてる事は多くありません。よって、双方向通信において必要な方向制御信号が無い事があります。 この問題を解決する事が出来る製品シリーズを下記に紹介します。各々、全く違う回路形式で設計されている為、自身の仕様に合ったものを選択し、注意点を知ることで非常に便利に使用できます。 なお、全ての製品シリーズは外部からの入力信号を調停する機能を持ちません。

TXBシリーズ(バッファタイプ)

  • 動作説明
    「One Shot」回路が入力信号の立ち上がり・立下りエッジを検出して「T1」もしくは「T2」がオンし、H、もしくはLレベルに変化させます。 その後「T1」もしくは「T2」はオフし、「B1」が4kΩのシリーズ抵抗を経由して、H、もしくはLレベルを保持します。
  • 特長
    • Aポート:1.2V〜3.6V、Bポート:1.65V〜5.5V
    • 最大データレート : 100 Mbps @Vcc=3.3V
    • 片方、もしくは両方のVCCがオフされると全ての出力はHI-Z
  • 使用上の注意点
    • OEは、VCCAでサポートされます。
    • 動作中の電源電圧は、常にVCCA≦VCCBにしてください。
    • 電源投入過渡時において、VCCA≧VCCBでも構いません。
    • 電源投入順序はありません。
    • オープンドレイン出力のデバイスを接続しないでください。
    • 接続するデバイスは、±2mA以上の出力電流能力を有するドライバーを使用してください。
    • 出力に接続できる負荷容量値は、最大70pFまでです。
    • プルアップ抵抗やプルダウン抵抗を外付けする場合は、1端子あたり50kΩ以上となるようにしてください。
    • IOポートには、40ns/Vより早いTR/TF信号を入力してください。
    • 未使用のポート(ピン)は、両IOポートともVccx、もしくはGNDの同電位に固定してください。

TXSシリーズ(FETタイプ – プルアップ抵抗内蔵)

  • 動作説明
    オープンドレインの前段がオフ(H)すると「R1」を経由してA端子がVCCAの電位になります。その電位により「One Shot」が「T2」をオンさせ、B端子をHレベルに変化させます。その後「T2」はオフし、「R2」がHレベルを保持します。 逆にオープンドレインの前段がオン(L)すると「N2」がオンし、A、B端子をLにします。また、OEを制御するとR1、R2はA、B端子から遮断され、A、B端子もオープンになります。
  • 特長
    • Aポート:1.65V (TXS0108E:1.2V)〜3.6V
      Bポート:2.3V (TXS0108E:1.65V)〜5.5V
    • 最大データレート :
      Push Pull : 24 Mbps (TXS0108E:60Mbps) @Vcc=3.3V
      Open Drain : 2 Mbps @Vcc=3.3V
    • 片方、もしくは両方のVCCがオフされると全ての出力はHI-Z (TXS0104E、TXS01018Eは除く)
    • IOポートは、各々10kΩの抵抗で各VCCにプルアップ
      - TXS0108Eのみ、40kΩ(L出力時)、4kΩ(H出力時)
  • 使用上の注意点
    • OE、Gate Biasは、VCCAでサポートされます。
    • 動作中の電源電圧は、常にVCCA≦VCCBにしてください。
    • 電源投入過渡時において、VCCA≧VCCBでも構いません。
    • 電源投入順序はありません。
    • 接続するドライバーは、出力インピーダンス50Ω以下のものを使用してください。
    • プルアップ抵抗(例:10kΩ)を外付けするとVOLが上がり、プルダウン抵抗(例:10kΩ)を外付けするとVOHが下がります。
    • プッシュプル回路を接続する際は、IOポートに10ns/Vより早いTR/TF信号を入力してください。
    • 未使用のポートは、両IOポートともオープンにしてください。
    • 入出力特性上、TXSにTXSを接続する事は出来ません。

LSFシリーズ(FETタイプ – 要外付けプルアップ抵抗)

  • 動作説明
    オープンドレインの前段がオフ(H)すると「R1」を経由してA端子がVref_Aの電位になります。その電位により「N1」がオフし、B1側がHI-Zになります、その後はR2を経由してVpuの電位に引き上げられます。 逆にオープンドレインの前段がオン(L)すると「N1」がオンし、A、B端子をLにします。また、OEを制御するとN1をオフさせ、A1、B1端子をオープンにします。
  • 特長
    • Vref_A:0.95V〜4.5V
    • Vref_B / EN:(Vref_A + 0.8V)〜5.5V
    • 最大周波数 :
      100MHz @ ≤ 30pF (C load)
      50MHz @ 50pF (C load)
  • 使用上の注意点
    • Vref_AとVref_B間には、0.8V(Vref_A<Vref_B)の電位差が必要です。
    • 出力電圧は、Vref_Aの電位にクランプされます。
    • ENはVref_Bの論理レベルで制御されます。
    • Vref_A以上への昇圧はプルアップ抵抗で引き上げます。
    • Vref_B / ENには、電圧平滑用に0.1uF程度のセラミックコンデンサを接続してください。
    • Vef_B / ENには、200kΩ程度の電流制限抵抗を挿入して下さい。
    • プルアップ抵抗値が大きくなると昇圧時の立ち上がりが緩やかになります。逆に、小さくなると、IOポートのVOLレベルが上昇する可能性があります。
    • 未使用のポート(ピン)は、両IOポートともオープンでも、GNDでも構いません。
    • EN制御用には、オープンドレイン製品を使用してください。