cmos模拟开关选择与典型应用

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1、沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节www.symcukf.comCMOS模拟开关的选择与典型应用一、模拟开关简介早期的模拟开关大多工作于±20V的电源电压，导通电阻为几百欧姆，主要用于模拟信号与数字控制的接口，近几年，集成模拟开关的性能有了很大的提高，它们可工作在非常低的电源电压，具有较低的导通电阻、微型封装尺寸和极佳的开关特性。被广泛用于测试设备、通讯产品、PBX/PABX设备以及多媒体系统等。一些具有低导通电阻和低工作电压的模拟开关成为机械式继电器的理想替代品。模拟开关的使用方法比较简单，但在具体应用中应根据实际用途做合理的选择。本文主要介绍模拟开关的基本特性和几种特殊模拟

2、开关的典型应用。二、正确选择CMOS开关1、导通电阻：传统模拟开关的结构如图1所示，它由N沟道MOSFET与P沟道MOSFET并联构成，可使信号双向传输，如果将不同VIN值所对应的P沟道MOSFET与N沟道MOSFET的导通电阻并联，可得到图2并联结构下导通电阻（RON）随输入电压（VIN）的变化关系，如果不考虑温度、电源电压的影响，RON随VIN呈线性关系，将导致插入损耗的变化，使模拟开关产生总谐波失真（THD），这是设计人员所不希望的，如何将RON随VIN的变化量降至最小也是设计新一代模拟开关所面临的一个关键问题三、几种特殊的模拟开关：1、高频T型开关T型开关适用于视频及其它频率高于10M

3、Hz的应用，如图4所示，它由两个模拟开关（S1、S3）串联组成，另一开关S2接在地和S1、S3的交点之间，这种结构的开关其关断隔离高于单个开关，由于寄生电容与每个串联开关并联，断开状态的T型开关其容性串扰随频率的提高而增大。因此，影响开关高频特性的关键在于开关的断开状态而不是接通状态。当T型开关导通时，S1和S3闭合，S2断开；当开关断开时，S1、S2断开，S3闭合，此时，那些要通过串联MOSFET的寄生电容耦合到输出端的输入信号被S3旁路，断开状态下的10MHz视频T型开关（MAX4545）的关断隔离达-80dB，而标准模拟开关（MAX312）的关断隔离度只有-36dB。2、微型封装CMOS

4、开关的优点还包括小的封装尺寸，如6脚SOT23开关不含任何机械部件（与舌簧继电器不同），Maxim提供的小型视频开关（MAX4529）及标准的低电压SPDT开关（MAX4544）均采用6脚SOT23封装，供电范围为2.7V至12V。另外，Maxim具有多种如同CD4066的通用模拟开关，例如新发布的MAX4610-MAX4612低成本四模拟开关，其中，MAX4610引脚兼容于工业标准的4066，而且能够工作在更低的电源电压（低至2V），具有较高的精度，通道间最大失配电阻为4Ω；平坦度在8Ω以内。这些型号有三种不同的开关设置，低导通电阻（5V时小于100Ω）适用于低电压应用，采用紧凑的14脚TS

5、SOP封装（6.5x5.1x1.1mm3）解决了线路板尺寸紧张问题。3、ESD保护开关基于Maxim成功的ESD保护接口产品，±15kVESD保护电路被引入到某些模拟开关中，1沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节www.symcukf.com新推出的可承受±15kV静电冲击的模拟开关完全符合IEC1000-4-2Level4标准，所有模拟输入通路均经过人体模型ESD检测和IEC1000-4-2规定的空气间隙放电模式检验。MAX4551-4553引脚与多种标准开关（如DG201/211和MAX391等）兼容，针对多路复用器系列产品，如74HC4051和MAX4581，Maxim还研

6、制生产了带有ESD保护的多路复用器。在新的设计中，无需再采用昂贵的TranszorbsTM器件对模拟输入进行保护。4、故障保护型开关模拟开关的电源电压限制了输入信号的范围，一般情况下，这种限制对模拟开关的使用没有影响，但在某些应用中，系统断电时模拟开关的输入端仍有信号存在，此时，由于输入信号超出了电源电压的范围，将造成开关的永久性损坏。Maxim带有故障保护的新型模拟开关和多路复用器能够提供±25V的过压保护，掉电时保护电压达±40V，同时可处理满电源摆幅信号，并具有较低的导通电阻。故障状态下，输入端被置成高阻态，与开关状态和负载电阻无关，只有nA级的泄漏电流流过信号源。5、加载-感应开关在过

7、去几年中，Maxim推出了一系列新型模拟开关，其中MAX4554-MAX4556加载-感应型开关，适用于自动检测设备（ATE）中的Kelvin检测。每中型号包含有用于加载电流的低电阻、大电流开关和用于检测电压或切换保护线的高阻开关。±15V供电时，电流开关导通电阻仅6Ω，感应开关导通电阻为60Ω，MAX4556内置三路SPDT开关。加载感应开关主要用于高精度系统和远距离测量系统（图5），在4线测量