在電平轉換器的操作中要考慮下面的三種狀態：
1沒有器件下拉總線線路。“低電壓”部分的總線線路通過上拉電阻Rp 上拉至3.3V。 MOS-FET 管的門極和源極都是3.3V， 所以它的VGS 低于閥值電壓，MOS-FET 管不導通。這就允許“高電壓”部分的總線線路通過它的上拉電阻Rp 拉到5V。此時兩部分的總線線路都是高電平，只是電壓電平不同。
2一個3.3V 器件下拉總線線路到低電平。MOS-FET 管的源極也變成低電平，而門極是3.3V。 VGS上升高于閥值，MOS-FET 管開始導通。然后“高電壓”部分的總線線路通過導通的MOS-FET管被3.3V 器件下拉到低電平。此時，兩部分的總線線路都是低電平，而且電壓電平相同。
3 一個5V 的器件下拉總線線路到低電平。MOS-FET 管的漏極基底二極管“低電壓”部分被下拉直到VGS 超過閥值，MOS-FET 管開始導通。“低電壓”部分的總線線路通過導通的MOS-FET 管被5V 的器件進一步下拉到低電平。此時，兩部分的總線線路都是低電平，而且電壓電平相同。
這三種狀態顯示了邏輯電平在總線系統的兩個方向上傳輸，與驅動的部分無關。狀態1 執行了電平轉換功能。狀態2 和3 按照I2C 總線規范的要求在兩部分的總線線路之間實現“線與”的功能。
除了3.3V VDD1 和5V VDD2 的電源電壓外，還可以是例如：2.5V VDD1 和12V VDD2。 在正常操作中，VDD2必須等于或高于VDD1（在開關電源時允許VDD2 低于VDD1）。
MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路 -- 適用于低頻信號電平轉換的簡單應用
如上圖所示，是 MOS-N 場效應管 雙向電平轉換電路。
雙向傳輸原理：
為了方便講述，定義 3.3V 為 A 端，5.0V 為 B 端。
A端輸出低電平時（0V） ，MOS管導通，B端輸出是低電平（0V）
A端輸出高電平時（3.3V），MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
A端輸出高阻時（OC） ，MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
B端輸出低電平時（0V） ，MOS管內的二極管導通，從而使MOS管導通，A端輸出是低電平（0V）
B端輸出高電平時（5V） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
B端輸出高阻時（OC） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
優點：
1、適用于低頻信號電平轉換，價格低廉。
2、導通后，壓降比三極管小。
3、正反向雙向導通，相當于機械開關。
4、電壓型驅動，當然也需要一定的驅動電流，而且有的應用也許比三極管大。
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