今天，让我们谈谈以下电平转换电路。事实上，电路设计也可以非常有趣。让我们先谈谈这个电路的用途：当两个MCU在不同的工作电压下工作(如MCU1 工作电压5V；MCU2 工作电压3.3V），那么MCU1 与MCU如何串口通信？
很明显，相应的对应是不能对应的。TX、RX如果引脚直接连接，否测可能导致低工作电压MCU燃烧！以下电平双向转换电路可实现不同VDD(芯片工作电压)MCU串口通信。
电路的核心在于电路中MOS场效应管（2N7002)。它的功能与三极管非常相似，可用于开关和控制电路的通和断开。但与三极管相比，MOS管道有很多优点，以后会详细讨论。
下图是MOS管实物3D图和电路图。简单的讲，要让他当做开关，只要让Vgs(导通电压)达到一定值，引脚D、S就会导通，Vgs未达到此值的截止日期。
那么，如何将2N7002应用于上述电路有什么作用？我们来分析一下。
如果沿着a、b切断电路两条线。MCU1的TX上拉引脚为5V，MCU2的RX引脚也被拉到3.3V。2N7002的S、D引脚的截止日期相当于3引脚)的截止日期相当于a、b切断电路两条线。
也就是说，这个电路在2N可以在7002截止日期做到，给两个MCU引脚输送相应的工作电压。
1、MCU1 TX发送高电平(5)V），MCU2 RX配置为串口接收引脚，此时2N7002的S、D引脚(对应图中的2、3引脚)截止，2N7002中的二极管3-->方向不通MCU2 RX被VCC2上拉为3.3V。
2、MCU1 TX低电平(0V），此时2N7002的S、D引脚仍然截止，但2N7002里面的二极管2-->3方向通，即VCC2、R2、2N二极管7002里，MCU1 TX形成回路。2N此时7002的2引脚被拉下，MCU2 RX为0V。该电路从MCU1到MCU方向、数据传输，达到电平转换的效果。
1、MCU2 TX发送高电平(3).3V），此时Vgs(图差约为0，2N7002截止，2N7002中的二极管3-->这时，方向不通MCU1 RX引脚被VCC1上拉为5V。
2、MCU2 TX低电平(0V），此时Vgs电压差约为3.3V，2N7002导通，2N7002中的二极管3-->2方向不通，VCC1、R1、2N二极管7002里，MCU2 TX形成回路。2N此时7002的3引脚被拉下，MCU1 RX为0V。该电路从MCU2到MCU方向、数据传输，达到电平转换的效果。
到目前为止，对电路进行了分析，这是一个双向串口电平转换电路。
1、场效应管的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的功能相似。图1显示N沟MOS管和NPN型晶体三极管引脚如图2所示MOS管和PNP晶体三极管引脚对应图。
2.场效应管是由电压控制的电流装置VGS控制ID，普通晶体三极管由电流控制IB控制IC。MOS管道放大系数为(跨导管)gm）当栅极电压发生变化时，会漏极电流变化。晶体三极管是电流放大系数(贝塔β）当基极电流发生变化时，集电极电流会发生变化。
3.场效应管栅极与其他电极绝缘，无电流；三极管工作时，基极电流IB决定集电极电流IC。因此，场效应管的输入电阻远高于三极管。
4.只有大多数载流子参与现场效应管的导电；三极管有两种载流子：大多数载流子和少数载流子参与导电。由于少数载流子的浓度受温度辐射等因素的影响较大，场效应管的温度稳定性优于三极管。
5.当源极与与衬底连接时，源极和漏极可以以交换，特性变化不大。当三极管的集电极与发射极交换时，其特性差异很大，b 值会减少很多。
6.场效应管的噪声系数很小。场效应管应选用于低噪声放大电路的输入级和要求高信噪的电路。
7.场效应管和普通晶体三极管可形成各种放大电路和开关电路，但场效应管制造工艺简单，具有普通晶体三极管无法比拟的优良特性。在各种电路和应用中，普通晶体三极管正在逐渐被取代。目前，场效应管已广泛应用于大型和超大型集成电路中。
8.输入阻抗高，驱动功率小:因为栅源之间有二氧化硅（SiO2)绝缘层，栅源之间的直流电阻基本为SiO2绝缘电阻一般达到100MΩ交流输入阻抗基本上是输入电容的容抗。由于输入阻抗高，激励信号不会产生压降，电压可以驱动，所以驱动功率很小(灵敏度高)。一般晶体三极管必须有基极电压Vb，产生基极电流Ib，驱动集电极电流的产生。晶体三极管的驱动需要功率（Vb×Ib）。
9.开关速度快:MOSFET的开关速度和输入的容性特性的有很大关系，由于输入容性特性的存在，使开关的速度变慢，但是在作为开关运用时，可降低驱动电路内阻，加快开关速度（输入采用了后述的“灌流电路”驱动，加快了容性的充放电的时间）。
MOSFET只有多子导电，没有少子存储效果，所以关闭过程非常快，开关时间为10-100ns工作频率可达100kHz以上，由于少数载流子的存储效应，普通晶体三极管总是滞后，影响开关速度的提高（目前使用）MOS管道开关电源的工作频率很容易达到100K/S～150K/S,这对于普通的大功率晶体三极管来说是难以想象的)。
10.无二次击穿:由于普通功率晶体三极管在温度升高时会导致集电极电流升高(正温~电流特性)，而集电极电流升高会导致温度进一步升高，温度进一步升高，进一步导致集电极电流升高的恶性循环。晶体三极管的耐压性VCEO随着管道温度的升高逐渐下降，导致管道温度持续升高，耐压性持续下降，最终导致晶体三极管击穿。这是一种破环热电击穿现象，导致电视开关电源管和行输出管损坏率占95%，也称为二次击穿现象。
MOS管道具有与普通晶体三极管相反的温度~电流特性，即当管道温度（或环境温度）升高时，通道电流IDS反而下降。例如；一只IDS=10A的MOS FET开关管，当VGS250C温度下IDS=3A，当芯片温度上升到1000C时，IDS降低到2A，这种因温度上升而导致沟道电流IDS负温度电流特性下降，不会产生恶性循环和热击穿。
也就是MOS管道无二次击穿，可见采用MOS管道作为开关管，其开关管的损坏率大大降低，近两年采用电视开关电源MOS取代过去的普通晶体三极管后，开关管的损坏率大大降低也是一个很好的证明。
11、MOS管导通后其导通特性呈纯阻性：普通晶体三极管在饱和导通是，几乎是直通，有一个极低的压降，称为饱和压降，既然有一个压降，那么也就是普通晶体三极管在饱和导通后等效是一个阻值极小的电阻，但这个等效的电阻是一个非线性的电阻（电阻上的电压和流过的电流不能符合欧姆定律）。
而MOS作为开关管的应用，饱和导通后也有很小的电阻，但这种电阻等同于线性电阻。电阻值与两端电压降和流过的电流符合欧姆定律。电流大压降大，电流小压降小。由于导通后等效为线性元件，线性元件可并联应用。
当这两个电阻并联在一起时，就会有自动电流平衡的作用，所以MOS当管道功率不足时，多管并联应用，无需增加其他平衡措施（非线性设备不能直接并联应用）。
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