1 引言

自动感应电平转换器之所以如此命名，是因为它们的输入和输出可在应用中用于执行相同的功能来发送和接收信号。其 I/O 较其他电平转换系列器件具有较弱驱动强度，易于被主机过驱动。这使得自动方向器件对 I²C、MDIO、四通道 SPI 等双向接口来说必不可少。

单稳态 (OS) 之所以如此命名，是因为其输出将为每个输入触发器创建一个具有设定时间周期的脉冲。最常见的输入触发方法是上升沿或下降沿。这些电路通常也被称为边沿速率加速器，因为它们会在短时间内产生更高的输出驱动强度，从而使输出转换速率比不包含这些电路的器件更快。

作为电平转换器产品系列的一部分，TI 提供具有单稳态的 TXS 和 TXB 电平转换器系列。这些单稳态器件由逻辑与片上元件组合而成。当器件的输入触发时，单稳态电路向输出 MOSFET 生成脉冲（如表 1-1 所示），以绕过 TXB 的典型 4kΩ 输出驱动器，在短时间内产生低阻抗输出驱动器，从而改善输出的上升和下降时间。该脉冲宽度是 RC 时间常数的函数，并且还可能受到额外或外部 RC 元件的影响。它还可能会因器件或温度而异。

当输入触发单稳态时，输出将切换至一个活动状态（单稳态输出处于打开状态）并保持一段时间，然后返回到其休眠状态（关闭状态），类似于图 3-13。

当单稳态处于活动状态时，器件的输出电阻会降低。pFET (P2) 到 V_CCB 的低电阻路径将使输出迅速上升至 V_CCB，从而提高边沿速率并维持双向 I/O 的直流驱动。

单稳态过期后，TXS 器件的内部上拉电阻会将线路驱动为高电平并保持稳定状态。这同样适用于 TXB 器件的内部缓冲电阻器。

需要考虑更快的上升或下降输入边沿以及外部负载电阻和电容，确保低于 70pF，以防止因过多电流或功耗而对器件造成损坏。节 3.3 和表 1-1 进一步提供了每个集总电容的快速上升或下降输入的一般参考，以避免在输出达到稳定状态之前发生单稳态到期。与 慢速或浮点 CMOS 输入的影响 类似，较慢的上升和下降输入也可能因过大的电流/功耗而对器件造成损坏。有关使用单稳态器件的更多指导原则，请参阅具有边沿速率加速器的 TXB 和 TXS 电压电平转换器的注意事项 中的类似注意事项。

通过使用标准 2.2 时间常数，可以估算出 ~86.5% 的电荷转换时间（通常在 10% 到 90% 之间测量）。请注意，没有单稳态激活时的典型上拉电阻为 10kΩ，而具有单稳态激活时的典型上拉电阻为 50Ω。在典型负载电容为 15pF 的情况下，下面比较了典型的上升和下降时间，并展示了单稳态如何帮助缩短上升/下降时间。节 2 进一步阐明了更长的上升/下降时间对数据吞吐量的影响。