Electrónica analógica: ¿Qué es un traductor de nivel?

Por lo general, en un chip, tienes múltiples dominios. Un ejemplo simple es el dominio analógico y digital. Los circuitos digitales son menos sensibles al ruido, por lo tanto, pueden funcionar con voltajes de suministro más bajos. Cuanto menor es el voltaje de suministro, menor es el consumo de energía de los bloques digitales. Cuando los circuitos analógicos son muy diferentes, la necesidad de transistores apilados para una gran ganancia, también es difícil diseñar circuitos analógicos con bajos voltajes de suministro. Por lo tanto, desea que los voltajes de suministro analógicos sean altos.
También es desafiante diseñar circuitos analógicos en tecnologías avanzadas, por lo tanto, la mayoría de las empresas utilizan un proceso de óxido doble, donde el analógico utiliza un óxido de puerta más grueso (180 nM, por ejemplo) y el digital utiliza la última tecnología (55 nM, por ejemplo). Por lo tanto, el voltaje de suministro digital será tan bajo como 0.9V y el suministro analógico puede ser de alrededor de 1.8V.
Ahora la interfaz entre circuitos analógicos y digitales necesita lo que se conoce como traductor de nivel o cambiador de nivel. Básicamente cambia un nivel lógico de un dominio de suministro a otro.
es decir: un 1 lógico en el dominio digital es 0.9V (suministro digital), pero cuando lo usamos directamente para controlar los bloques analógicos, su fuerza puede no ser suficiente, por lo que utiliza un traductor de nivel. que convierte un nivel lógico de voltaje de 0.9 V lógico 1 a 1.8 (suministro analógico) y viceversa.

Un traductor de nivel es exactamente lo que sugiere su nombre. Convierte el voltaje de un nivel a otro, por ejemplo, g. proporcionando un cambio de CC para una señal analógica.

Más típicamente, es un búfer digital que mantiene la polaridad de la señal pero cambia los niveles alto y bajo de un dominio a otro. Imagine un inversor alimentado por 2V que maneja un inversor alimentado por 5V. Para manejarlo correctamente (es decir, apagar el inversor de 5V PMOS y NMOS completamente con una señal alta y baja en la entrada) el inversor de 5V necesita ser impulsado por una señal de 5v. Dado que el inversor de 2V puede emitir un máximo de 2V, necesita un traductor de nivel para convertir su salida de alto nivel de 2V a 5V. La misma analogía se aplica para el nivel bajo otuput si los suministros negativos son diferentes.

Dentro de un IC, el uso de condensadores para bloquear CC es un no no. Difícil y pérdida de espacio. La implicación es que DC de una etapa puede afectar la siguiente etapa con un efecto muy indeseable como cambiar el punto Q. Solución? Utilice la palanca de cambio de nivel, es decir, los traductores de nivel para reducir esta CC indeseable a un valor bajo o incluso a cero si es necesario. El traductor de nivel puede usar un circuito que tenga componentes como diodos + transistores para lograr esto.