
各人有没有发现单片机MCU的供电电压大多都是3.3V,而不是3V,也不是3.5V,这是为什么呢?今天我们将为各人单一介绍这一原因。其实,电子中的每一个数字都不是随轻易便提出来的。
3.3V的这个数字是多方面的成分得出来的,这涉及到电平兼容,同时又与半导体工艺演进技术有关系,甚至还要思考贸易上的兼容性问题。3.3V供电电压是在90年代之后被定为尺度,并起头使用的。在那之前,都是5V。在相识3.3V的起源之前,我们也讲一下5V的由来。
在早期的数字电路中,最常使用逻辑门电路TTL来实现电路职能,而让晶体管在鼓和区和截止区之间转换的工作电压是5V,所以5V被界说为TTL的逻辑电平尺度,
90年代之前,为了维持电平兼容,当然那个时辰半导体工艺还是比力落后的,重要的逻辑电源和接口电压也一向都是5V电平尺度,那个时辰的单片机也匹配了5V的逻辑电平尺度,好比我们熟悉的51单片机就是5V。5V的特点是固然抗噪声机能强,但电压比力高,功耗大。

90年代之后,随着半导体工艺演进,芯片上的晶体管数量呈指数级增长,为了降低芯片的整体功耗,就必要一个更低的电压尺度。半导体的工艺也演进到0.6um、0.5um和0.35um了。
在半导体出产工艺中发现,工艺越高,mos的栅极氧化层厚度就会减幼,好比在0.35um的时辰,栅极氧化层厚度减到了7nm左右,能接受的最大源漏电压或许是4V。依照这个电压减去10%安全裕量是3.6V。又由于板级电路的供电网络通常是保障+-10%的裕量,也就是3.3v了。最早使用3.3V工作电压的CPU是Intel的Pentium P54C。

在半导体工艺的不休演进下,除了5v和3.3v之表,还有2.5V、1.8V 和 1.2V 的逻辑电压电源尺度。通常,电路运行的快率越快,功耗越低,逻辑电平也就必要越低。

必要出格补充的是,并不是真的是只有3.3V这个电压值,芯片能力工作,而是佑桌10的裕量,意思是低到3V,高到3.6V,芯片都是能够正常工作的。
最后还要给各人补充一个利用中极度沉要的一点,什么时辰3.3V能力兼容5V呢。以STM32芯片为例,各个引脚输出与输入的逻辑电平是3.3V,为了增长芯片的兼容性,有些引脚是能够容忍5V的,意思就是固然工作电压是3.3V,但是若是输入是5V的电平,也会以为这是高电平。
在datasheet里容忍5V的接口都有表明,这里带佑装FT” (Five Tolerate)的就是,注明这个引脚是能够正学问别5V的逻辑电平信号,而不至于由于逻辑电平电压高于自身的3.3V尺度而败坏芯片,这里的容忍就是正学问别不败坏的意思。若是引脚设置的是仿照输入模式,就不能接5V。

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