今天我们来谈谈下面的电平转换电路，理解后让人心情愉快。电路设计其实可以很有意思。
先说说这个电路的用途:(如MCU1工作电压5V；MCU2工作电压3.3V)，那么很明显，相应的对应是不能对应的。TX、RX引脚直接连接，否则可能导致工作电压低MCU烧毁！
图1中的电平双向转换电路可以实现不同VDD(芯片工作电压)MCU串口通信。
图1
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。
图2是MOS管实物3D图片和电路图。简单来说，让它当开关，只要让它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。
图2
让我们来分析一下。
图3
看图3，如果沿着a、b切断电路两条线。那么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(对应图3中的2、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。
图4
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4中的2、3引脚)截止N7002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中的二极管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。
图5
1）MCU2 TX发送高电平(3).3V)，此时Vgs(图5中10，2N7002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(图5中13.3V，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N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。
在这里，电路进行了分析，这是一个双向串口电平转换电路。
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5(a)所示为N沟MOS管和NPN晶体三极管引脚，(b)所示为P沟MOS管和PNP晶体三极管引脚对应图。
图6
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(跨导线)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。
场效应管栅极与其它电极绝缘，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。
只有大多数载流子参与导电；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。
当源极不与衬底连接时，源极和漏极可以交换使用，特性变化不大，而三极管的集电极和发射极交换使用时，其特性差异很大，b 值会减少很多。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。
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与伦比的优良特点，在各种电路和应用中逐渐取代普通晶体三极管，目前大型超大型集成电路，已广泛应用于场效应管。
因为栅是二氧化硅(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，可以通过电压驱动，因此驱动功率非常小（灵敏度高）。一般晶体三极管必须极电压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)。
MOSFET开关速度与输入容性特性密切相关。由于输入容性特性的存在，开关速度变慢，但作为开关，可以降低驱动电路的内阻，加快开关速度（输入由以下灌流电路驱动，加快容性充放电时间）。
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)。
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），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。这是一种破坏性的热电击穿现象，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，由于温度升高，导致沟电流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。
当普通晶体三极管饱和导通时，它几乎是直的，有一个非常低的压降，称为饱和压降，因为有一个压降，即；普通晶体三极管在饱和导通后是一个非线性电阻（电阻上的电压和流过的电流不能符合欧姆定律）MOS作为开关管的应用，饱和导通后也有很小的电阻。
然而，该电阻等效于线性电阻。其电阻值与两端的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。由于等效是导通后的线性元件，线性元件可以并联应用。当这两个电阻并联时，它们具有自动电流平衡的功能。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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