Texas Instruments TXU0102电压电平转换器是一款2位、双电源非反向固定方向电压电平转换器件。Ax引脚以VCCA逻辑电平为基准，OE引脚可以VCCA或VCCB逻辑电平为基准，Bx引脚以VCCB逻辑电平为基准。A端口可接受1.1V至5.5V的输入电压，而B端口也可接受 1.1V至5.5V的输入电压。当电源OE设为高电平时，则允许数据沿固定方向从A传输到B。Texas Instruments TXU0102/TXU0102-Q1上OE设置为低电平时，所有输出引脚均处于高阻抗状态。TXU0102-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

数据手册：

*附件：TXU0102数据手册.pdf

*附件：TXU0102-Q1数据手册.pdf

特性

• 完全可配置的双轨设计，允许每个端口在1.1V至5.5V电压范围内工作
• 支持3.3V至5.0V，速率高达200Mbps
• 施密特触发器输入允许缓慢和嘈杂的输入
• 具有集成静态下拉电阻器的输入可防止通道浮动
• 高驱动强度（5V时高达32mA）
• 低功耗
  • 2.5µA最大值 (25°C)
  • 6µA最大值（-40°C至+125°C）
• VCC隔离和VCC断开 (I off-float ) 特性
  • 若任一VCC输入低于100mV或断开，则所有输出被禁用，且处于高阻抗状态
• Ioff支持局部关断模式运行
• 具有V CC(MIN) 电路的控制逻辑 (OE) 可从A或B端口进行控制
• 引脚兼容TXB系列电平转换器
• 工作温度范围：–40°C至+125°C
• 闭锁性能超过100mA，符合JESD 78 II类标准
• 静电放电保护超出JESD 22标准
  • 2500V人体模型
  • 1500V充电器件模型

功能框图

TXU0102双比特电压电平转换器技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

TXU0102是德州仪器(TI)推出的双比特固定方向电压电平转换器，具有以下突出特性：

• ‌宽电压范围‌：支持1.1V至5.5V的双向电压转换
• ‌高速性能‌：在3.3V至5.0V转换时支持高达200Mbps的数据速率
• ‌集成施密特触发器‌：有效处理缓慢或噪声较大的输入信号
• ‌内置下拉电阻‌：防止通道浮空，提高系统稳定性
• ‌高驱动能力‌：在5V下可提供高达12mA的驱动电流
• ‌低功耗设计‌：25°C时最大静态电流仅2.5µA

该器件提供三种封装形式：8引脚VSSOP(DCU)、8引脚SON(DTT)和8引脚X2SON(DTM)，适用于空间受限的应用场景。

二、关键技术与工作原理

1. 施密特触发器输入设计

TXU0102的输入级集成了施密特触发器，提供：

• 输入滞回特性(VT+和VT-之间的电压差)
• 增强的噪声容限能力
• 内置5MΩ下拉电阻防止输入浮空

2. 电源隔离与VCC断开功能

• 当任一电源(VCCA或VCCB)低于100mV或断开时，所有输出自动进入高阻态
• 支持部分掉电模式(Ioff)操作
• 确保异常供电情况下的系统安全性

3. 无毛刺电源序列设计

• 支持任意顺序的电源上电/掉电
• 消除传统电平转换器可能出现的输出毛刺
• 确保电源切换过程中的稳定运行

三、典型应用电路

1. 处理器与外设接口

‌电路特点‌：

• 连接不同电压域的GPIO信号
• 典型配置：
  • VCCA=1.8V(处理器端)
  • VCCB=3.3V(外设端)
  • OE引脚由处理器控制

2. UART接口电平转换

‌设计方案‌：

• 采用TXU0102实现TTL与RS232电平转换
• 关键参数：
  • 波特率支持至115200bps
  • 无需额外电平转换电路

四、电气特性详解

1. 关键参数表

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
高电平输出电压(VOH)	IOH = -12mA, VCC=4.5V	3.7	-	-	V
低电平输出电压(VOL)	IOL = 12mA, VCC=4.5V	-	-	0.8	V
传播延迟(tpd)	VCCA=3.3V→VCCB=5V	-	-	12	ns

2. 温度特性

TXU0102在工业温度范围(-40°C至+125°C)内保持稳定性能，全温度范围内保证信号完整性。

五、设计注意事项

1. ‌布局指南‌：
   • 在VCCA和VCCB引脚附近放置0.1µF去耦电容
   • 提供低阻抗接地路径
   • 保持信号线短且对称
2. ‌热管理‌：
   • 满负荷工作时监测结温
   • 增加PCB铜箔面积散热
   • 避免长时间超过额定电流工作
3. ‌可靠性设计‌：
   • 输入侧增加TVS二极管防护
   • 遵循TI布局指南
   • 控制环境温度不超过85°C

六、选型与替代方案

1. 器件型号选择

根据应用需求可选择不同封装的TXU0102：

• DCU(8引脚VSSOP)：通用封装，易于手工焊接
• DTM(8引脚X2SON)：超小尺寸，适合高密度设计
• DTT(8引脚SON)：平衡尺寸与散热性能

2. 相关产品比较

与TXB系列相比，TXU0102具有：

• 更强的驱动能力
• 固定方向传输
• 更宽的工作电压范围

七、常见问题解答

‌ Q1：TXU0102能否用于双向信号转换？ ‌
A：TXU0102是固定方向转换器，通道1为A→B，通道2为B→A。如需完全双向转换，应考虑TXB系列器件。

‌ Q2：如何处理未使用的通道？ ‌
A：未使用的输入引脚可悬空，因器件内部已集成下拉电阻。未使用的输出引脚应保持不连接。

‌ Q3：OE引脚的最佳连接方式是什么？ ‌
A：OE引脚可连接到任一电源域(VCCA或VCCB)。系统上电期间，建议通过下拉电阻确保初始状态为高阻态。