摘要：安森美(onsemi) 采用新型双极CMOS-DMOS（BCD）半导体制造工艺成功开发出性能更优的电平转换器。这些转换器支持更高的数据传输速率、更可靠的运行以及更低的功耗。

安森美(onsemi) 采用新型双极CMOS-DMOS（BCD）半导体制造工艺成功开发出性能更优的电平转换器。这些转换器支持更高的数据传输速率、更可靠的运行以及更低的功耗。

电子设备的互操作性是设计工程师需要考虑的重要因素。从汽车高级驾驶辅助系统（ADAS）和数据中心到工业自动化设备等应用，现代电子电路必须支持组件之间的高速通信。

这意味着高速逻辑电平转换器（有时称为电压转换器或电平移位器）对于现代电子产品至关重要，它们能够实现不同电压电平下运行的组件之间的通信。然而，随着当今许多解决方案无法满足最新的技术需求，新的解决方案应运而生。安森美的Treo平台及其新型电平转换器产品系列正是为了应对这些技术挑战而设计。

现代电子设备对电平转换器日益增长的需求

过去，5 V电压通常被用作CMOS技术和传统晶体管-晶体管逻辑（TTL）的标准，这使得嵌入式电子设备之间的接口设计相对简单。然而，现代电子系统需要在更低功耗下提供更高的性能，同时设备的尺寸也在不断缩小。

这些需求导致许多常用集成电路（IC）的制造工艺从40 nm缩小到10 nm甚至7 nm节点。与此同时，系统电压也降至5 V以下。

系统电压的降低有助于通过最大限度地降低能耗来减少功耗，因为在数字 IC 中，功耗是电源电压平方的函数。将晶体管从0 V的低电平切换到1.2 V或1.8 V的高电平，比从0 V切换到5 V消耗的能量更少。

此外，低压元器件不仅产生的热量更少，简化了热管理，还使得使用更小的晶体管成为可能。这使得设计者能够缩小芯片尺寸或集成更多的晶体管，从而提升性能。

克服当今的转换挑战

传统的电压转换通常依赖于分立晶体管或基本的CMOS集成电路（IC）。然而，这些传统方法难以满足现代电子系统的需求，例如在自动驾驶汽车中，传感器和控制系统等低压组件之间的实时精确转换至关重要。

现代逻辑电平转换器需要能够满足高速协议的要求，以实现跨不同电压电平的快速双向通信，同时不引起延迟或信号失真。为了在诸如100 Mbps的串行外设接口（SPI）等高速接口中保持同步，市场上许多电平转换器使用反馈时钟，但这会占用CPU的GPIO引脚并增加功耗。

安森美的新型逻辑电平转换器解决了这一问题。T30LMXT3V4T245和T30LMXT3V4T244电平转换器是安森美首批采用全新 Treo 平台的产品线之一，该平台基于 65 nm 双极 CMOS-DMOS (BCD) 半导体工艺技术。

T30LMXT3V4T245支持高达400 Mbps的数据传输速率，能够轻松处理SPI等高速协议。它通过高速下的精确电压电平转换保证信号完整性，无需反馈时钟，从而简化了电路设计并降低了功耗。安森美最新的电平转换器提供的高速度也有利于更复杂的汽车和工业设计，这些领域对千兆以太网功能的需求日益增长。

为了达到1 Gbps的传输速度，通常需要一个RGMII 接口。该接口通过125 MHz时钟和双倍数据速率（DDR）信号，以250 Mbps的速度同时发送4位数据。但为了支持这些高速信号转换并处理以太网物理层（PHY）和介质访问控制器（MAC）之间的不同电压电平，高性能电平转换器至关重要。

安森美的BCD工艺是Treo平台的核心技术，其重要优势在于在低工作电压下表现出色。虽然许多5 V设备在技术上可以支持较低电压（例如1.8 V），但它们通常会显著降低速度。同样，3.3 V设备在1.8 V下表现更好，但在1.2 V及以下电压时效率会降低。

然而，Treo平台在这些低电压范围内表现出色，即使在1.8 V或1.2 V下也能提供快速的转换速度，这使得T30LMXT3V4T245成为需要低电压支持且不牺牲速度或可靠性的高数据速率应用（如千兆以太网）的理想选择。

确保可靠运行

Treo平台的65 nm BCD技术使T30LMXT3V4T245能够在-40°C至125°C的温度范围内工作，确保在恶劣环境下的可靠性能。

Treo平台通过策略性的电阻和电容管理提供高效的电源控制，并减少寄生效应。其架构采用先进的隔离技术，以减少电磁干扰（EMI）并增强耐用性。

此外，与现有解决方案相比，该平台的低噪声特性和精确的低压CMOS技术可实现在逻辑电平之间更准确的低噪声切换。这在更宽的电平转换（例如1.2 V至5 V）中尤其有价值，在这种情况下，由于噪声放大，信号衰减的可能性增加。

结论

通过利用突破性的安森美Treo平台，T30LMXT3V4T245和T30LMXT3V4T244为逻辑转换技术树立了新标准，为当前和未来的电子系统提供了无与伦比的速度、能效和热耐久性。

来源：小鱼科技每日一讲