不同芯片的工作电压有 1.8V、3.3V、5V 等。当两种不同电压的芯片需要连接工作时，就要让两边的电平都符合各自的要求，这样才能正常工作。由于不同电压的芯片之间会存在电平不匹配的问题，而且如果两端的压差太大，还可能损坏芯片引脚，所以我们有必要进行电平转换。通常来讲，进行电平转换时，主要要考虑的是信号传输的速度以及信号的方向这两个问题。
二极管电平转换电路
电路的转换方向固定，高电压端和低电压端不能调换。
电路分析
当输入端 3.3V_IN 为低电平时，D1 导通，输出端 1.8V_OUT 为低电平，实现两端都是低电平。
当输入端 3.3V_IN 为高电平时，D1 截止，输出端被 R1 上拉至 1.8V，为高电平，实现两端都是高电平。
三极管电平转换电路
当输入端为低电平 0V 时，三极管导通，输出端与输入端导通，输出端被拉低到接近 0V，实现两端都是低电平。
当输入端为高电平时，三极管截止，输出端依靠上拉电阻（上图中的 R17、R19）变成高电平，实现两端都是高电平。
不适用于波特率过高的应用（大概大于 400Kbps 就不建议使用了）。
MOS 管电平转换电路
从左向右看
当 S1A 为高电平（VCC_S1）时，MOS 管 VGS=0，NM1 不导通，S2A 处电平被 R11 上拉为高电平（VCC_S2），S2A 也为高电平。两端都是高电平。
当 S1A 为低电平时，MOS 管 VGS=VCC_S1，NM1 导通，S2A 的电平与 S1A 相等，为低电平。两端都是低电平。
从右向左看
这里说明一下开漏输出，由于有上拉电阻，所以在没有外部影响的正常情况下，S1A 和 S2A 默认都是高电平。
当 S2A 为高电平（VCC_S2）时：
假设左侧 S1A 为高电平（因为是开漏输出，所以左侧一般会被 R10 上拉至高电平（VCC_S1），除非线上有低电平拉低，这里我们还是分两种情况讨论），MOS 管 VGS=0，NM1 不导通，左侧依然被 R10 上拉至高电平（VCC_S1）。两端都是高电平。
假设左侧 S1A 为低电平（正常情况下不会发生，原因就是开漏输出），MOS 管 VGS=VCC_S1，NM1 导通，S2A 为高电平，所以会导致 S1A 电压上升，等 S1A 上升到 VCC_S1 时，NM1 截止，两端都变成高电平（除非开始使 S1A 为低电平的外界因素一直存在，这属于外部问题，这里就不多做讨论了）。
当 S2A 为低电平时：
正常情况下左侧 S1A 为高电平（VCC_S1），MOS 管 VGS=0，NM1 不导通，但由于 MOS 管的寄生二极管，会把 S1A 下拉至低电平（这个低电平不是 0V，比 S2A 高一个二极管压降，比如 0.7V），那么 VGS=（VCC_S1-0.7V），使得 NM1 导通，导通之后，S1A 和 S1B 基本相等，两端都是低电平。
如果 S1A 一开始就是低电平（正常情况下不会发生），MOS 管 VGS=VCC_S1，NM1 导通，S2A 的电平与 S1A 相等，为低电平。两端都是低电平。
这是最经典的电平转换电路，可实现双向电平转换。常用于 I2C 通讯。不能用于推挽输出的 IO 口，MOS 管的选型要注意 VGS (th)（开启电压）的最大值要小于通讯两端的低电源电压。