La siguiente figura está tomada de este enlace , donde el autor explica cómo NO conectar dispositivos con niveles lógicos diferentes
Él dice que:
La conexión directa de los dispositivos (ver más arriba) hará un esfuerzo excesivo. el dispositivo de 3.3V y, finalmente, conducir a un fallo del dispositivo.
¿Alguien puede explicarme por qué ocurrirá este esfuerzo excesivo y qué hace que el dispositivo falle?
Cada vez que exceda los límites enumerados en la hoja de datos, no sabe qué podría hacer el dispositivo. 5 V está simplemente fuera de especificaciones para el dispositivo de 3,3 V, por lo que podría fallar, calentarse, no funcionar correctamente, desaparecer en una nube grasienta de humo gris, o lo que sea.
Lo que realmente sucede en muchos circuitos integrados es que hay diodos de protección desde las clavijas externas a las redes internas de alimentación y tierra. Al forzar un pin a un voltaje más alto que el voltaje de alimentación del chip, conducirá el diodo desde el pin a la red eléctrica. Esto puede causar corrientes en lugares donde no se pretende que existan corrientes durante el funcionamiento normal. Eso puede causar todo tipo de comportamiento fuera de especificación. Si esta corriente existe mientras aumenta la potencia, incluso podría hacer que todo el dado entre en modo de bloqueo SCR.
Por supuesto, lo anterior fue solo una explicación de lo que sucede en algunos circuitos integrados. Cuando la especificación dice que el voltaje máximo del pin es de 3.3 V, no debe aplicar más de 3.3 V y no debe asumir que sabe lo que podría suceder si viola esta especificación.
Algunos chips de 3.3 V tienen entradas "tolerantes a 5 V". En ese caso, los chips contienen circuitos adicionales para que 5 V en el pin no dañen nada y se interpreten como un nivel alto digital normal. Para tales entradas, está bien manejarlas directamente desde la salida de la lógica de 5 V. Pero, esto solo es válido si la hoja de datos explícitamente dice que está bien. Por lo general, los niveles de voltaje válidos para las entradas digitales están bien especificados en la hoja de datos. Echa un vistazo.
Cuando el dispositivo de 5V conduce señales de 5V al dispositivo de 3.3V, el dispositivo de 3.3V recibe potencialmente voltajes más altos de lo que espera. Los diodos parásitos en las líneas de entrada en el dispositivo de 3.3V se polarizarán hacia adelante y enrutarán los 5V entrantes (a través de una caída de diodo) en el riel local de 3.3V y el dispositivo puede dañarse por sobrecarga de suministro o por corriente excesiva a través de los diodos.
No todos los dispositivos de 3.3V son así. Algunos son lo que se conoce como "5V tolerante".
Aunque no es una respuesta completa:
La mayoría de los dispositivos 3.3v (pueden) tienen un diodo de sujeción incorporado en los puertos de entrada. Estos diodos "reducen" la sobretensión a un valor seguro. El problema con esto es que el exceso de voltaje se disipa como calor. Su dispositivo de 3.3v podría quemarse eventualmente (por lo tanto, estresado).
En el caso de los dispositivos que NO tienen un diodo de sujeción interno, es prácticamente seguro que empujar 5 voltios en un dispositivo de 3.3v sopla algo.
Esa misma página vinculada muestra alternativas para el cambio de nivel. El sencillo combo de resistencia de diodo / pull-up es una solución ingeniosa, barata y altamente efectiva para muchas configuraciones.
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