接口芯片必须处于始终较低的逻辑电压与实际负载之间。以下是你需要了解的电路与技术。
要点：
* 接口可以简单到一支晶体管，或复杂到一块 FireWire 芯片。
* 使用接口 IC 可以减少很多工程问题。
* RS-232、RS-422 和 RS-485 是较老式的接口。
* USB（通用串行总线）、FireWire、SATA（先进串行技术连接）和 PCIe（外设部件快速互连）是现代接口。
* 新 IC 方便了隔离接口的设计。
逻辑信号已从老式 CMOS 4000 系列的 15V 降到 5V TTL（晶体管-晶体管逻辑），再到现代的 3.3 V、2.7 V 和 1.8V CMOS 。先进的工艺使用工作在 1V和1V 以下的数字逻辑，不过它们提供较高的 I/O 电压。日益降低的逻辑电压仍必须用于驱动螺线管、双绞线，以及分立的半导体功率级，因此它们需要外部接口电路。你需要了解这些电路，它们可以是 FET 驱动器到集电极开路的螺线管驱动器，直到 LVDS（低压差分信号传输）和隔离的驱动器。
电路之间的接口很难，因为它要连接不同电压的信号，或跨越不同的阻抗
。另一个难点是严酷的现实世界。任何人在尝试通过 CE 抗干扰测试后都会知道，所有连接到真实世界的器件或信号都必须在电压浪涌和尖峰中生存。除了这些困难以外，很多接口 IC 还工作在较高的频率下。这些新接口 IC 的高速度增添了一种全新的挑战。
让我们从最基础的器件-双极晶体管-开始我们的接口风险考验的历程吧。由于硅晶体管的基极导通电压为 0.6V，因此理论上你可以用几乎任何逻辑系列就能驱动一支晶体管。一种方法是在基极上串接一只电阻器（图 1）。你可以从逻辑电路直接驱动晶体管，但这是一种依赖于逻辑 IC 内部阻抗的不良设计习惯，它限制了进入晶体管的电流。由于一支双极晶体管的基极在导通时保持为 0.6V，所以逻辑 IC就会经历在其输出端短路。
因此，即使是将一只晶体管挂到一个门输出上这么简单的工作也需要一些工程知识。要根据预计电路工作的温度查找晶体管的值。用这个数据确定在最高预期负载情况下，晶体管导通所需要的基极电流。要记住负载电流也可能是温度的一个函数。然后，查看你所使用逻辑部件的数据表。同样，你必须考虑温度因素，查看实际可用的驱动电流。驱动电流依赖于电压降。晶体管基极为 0.6V，而 CMOS 逻辑 IC 会尝试将输出摆动至电源干线电压，双极逻辑系列器件可以进入电源干线的一个二极管压降内（0.6V）。了解了晶体管需要的压降和电流后，你就可以算出电阻的标称值。通常建议的做法是将电阻值减半，例如从 150Ω 减为 75Ω，这样能保证晶体管完全导通。然后，你必须查看逻辑 IC 损耗的功率，保证它不会超过任何功耗规格。当使用一只八缓冲器的所有八个输出时，会使部件烧毁，尤其是部件采用 TSSOP 或其它微型封装时，因为这类封装无法耗散大量热量。另外，逻辑部件有自己的功耗降格的温度，因此你要将这个数字计算在内，确保不会超额使用该部件。记住：如果你使用电阻值过低的基极电阻器，或者你完全省去了这个电阻器，那么就会使晶体管进入深度饱和，它就需要更长时间才能关闭。这种情况出现的原因是你向基射结注入了过多的空穴电子对，它们必须全部重新结合，然后集射极电流才能归零。
所有这些计算均适用于将双极晶体管用于缓冲逻辑输出的情况。采用 MOSFET 则建立了另外一组标准。FET 不需要电流就能导通，栅极上加电压就可以使漏源变为低阻抗。FET 的好处是，它们能够以低损耗传导电流，而有些器件（如来自 Supertex 的）可以承受非常高的电压。较老 FET 需要 10V 才能导通。工艺工程师采用离子注入法降低了栅源阈值电压。但要记住，开发人员是按 5V 设计这些逻辑级 FET 的。你必须查看数据表，确保一款器件能在 3.3V 或更低逻辑电压下导通。除了驱动电压问题以外，驱动 FET 栅极的数字逻辑部件将栅极看作一只电容器。FET 越大，数字部件的电容也越大。由于 CMOS 和双极逻辑都只能驱动有限电流，FET 栅极电容的作用就会减缓 FET 的导通速度。同样，你需要查看逻辑数据单上的最差情况规格，按照逻辑运行在最低的电源电压下的情况，确保 FET 有足够快的开关速度，满足设计目标。
这些考虑也已出现在整合的 IC上，如 Microchip TC4468 和德州仪器公司的 SN75372 双 MOSFET 驱动器，它用于 MOSFET 的接口。你也可以用放大器来驱动大型 MOSFET，但要小心。用放大器驱动大型 FET 可能会造成输出振荡，因为 FET 对放大器表现为一个电容性负载。
在所有这些考虑因素中，最重要的是 Miller 电容：这是在 FET 栅极与漏极之间或双极晶体管基极与集电极之间的一种杂散小电容。栅极电压上升造成漏极电压下降，而这个下降会“抵抗”正试图升高栅极电压的信号（参考文献 1）。因此，你必须确认晶体管在实际工作条件下能够如预想的那样切换。如果你需要控制一个以上器件，可以使用集成的晶体管阵列，而不是分立的功率晶体管。Allegro 和其它公司都提供单片晶体管阵列。在 Digi-Key 搜索框中输入“transistor array”，可以返回 16 家公司的产品列表。