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模擬開關性能指標
模擬開關由于采用的是集成MOS管作為開關的器件實現(xiàn)開關功能;由于MOS管自身物理特性,在使用的時候需要注意一下幾個性能指標:開關速度:模擬開關的開關速度一般能達到兆Hz的速度,可以快速實現(xiàn)鏈路切換。開關耐壓:模擬開由于其應用的信號鏈路為電子板低壓工作環(huán)境,關耐壓值一般在15v以內(nèi);常見的有3.3v、5v、12v、15、等耐壓值;選擇時必須注意信號鏈路的電壓與器件耐壓值。
模擬開關介紹
模擬開關,是利用JFET或MOS的特性實現(xiàn)控制信號通路的開關,主要用來完成信號鏈路連接或斷開的切換功能。由于它具有功耗低、速度快、無機械觸點、體積小和使用壽命長等特點,在各種自動控制系統(tǒng)和電子數(shù)碼產(chǎn)品中得到了廣泛應用。
傳統(tǒng)CMOS工藝模擬開關的結構如圖1所示。將NMOS與PMOS并聯(lián),可使信號在兩個方向上同等順暢地通過。門極用于控制開關的導通和截止,NMOS在Vgs為正的時候導通,在Vgs為負的時侯截止,PMOS則反之。由于PMOS和NMOS的不同特性,導致他們組成的開關具有如下圖所示的特性。NMOS和PMOS之間承載信號電流的多少由輸入與輸出電壓比決定。由于開關對電流流向不存在選擇問題,因而也沒有輸入端與輸出端之分。兩個MOSFET由內(nèi)部反相與同相邏輯控制下導通或斷開。CMOS開關的好處是軌到軌的動態(tài)范圍,雙向操作,在輸入電壓變化時,導通電阻保持不變。
模擬開關選擇注意事項
泄漏電流
一個理想的開關要求導通時電阻為零,斷開時電阻趨于無限大,漏電流為零。而實際開關斷開時為高阻狀態(tài),漏電流不為零,常規(guī)的CMOS漏電流約1nA。如果信號源內(nèi)阻很高,傳輸信號是電流量,就特別需要考慮模擬開關的泄漏電流,一般希望泄漏電流越小越好。
導通電阻
導通電阻的平坦度與導通電阻一致性 導通電阻會損失信號,使精度降低,尤其是當開關串聯(lián)的負載為低阻抗時損失更大。應用中應根據(jù)實際情況選擇導通電阻足夠低的開關。必須注意,導通電阻的值與電源電壓有直接關系,通常電源電壓越大,導通電阻就越小,而且導通電阻和泄漏電流是矛盾的。要求導通電阻小,則應擴大溝道,結果會使泄漏電流增大。導通電阻隨輸入電壓的變化會產(chǎn)生波動,導通電阻平坦度是指在限定的輸入電壓范圍內(nèi),導通電阻的起伏值△RON=△RONMAX—△RONMIN。它表明導通電阻的平坦程度,△RON應該越小越好。導通電阻一致性代表各通道導通電阻的差值,導通電阻的一致性越好,系統(tǒng)在采集各路信號時由開關引起的誤差也就越小。
模擬開關的作用類似于什么
模擬開關集成芯片(IC)在開啟時,開關電源設計將從輸入引腳到輸出引腳傳輸模擬和數(shù)字信號。數(shù)字開關只能接受數(shù)字信號并輸出引腳輸入引腳上的邏輯電平。當數(shù)字開關關閉時,它返回默認邏輯狀態(tài)。模擬開關的作用類似于固態(tài)繼電器(即沒有移動部件)。當模擬開關關閉時,模擬開關還可以在其端子上設備。當接通時,無論信號的傳播方向如何,它們都會傳導模擬和數(shù)字信號。兩種開關的開關控制輸入通常是數(shù)字信號輸入(稱為輸入選擇),但其他控制觸發(fā)可用于使特定應用比較容易實現(xiàn)。模擬開關能夠通過或隔離模擬和數(shù)字信號,但數(shù)字開關只能通過或隔離數(shù)字信號線。與機械開關相比,兩者用于代替機械開關以提供方便性,靠譜性和小尺寸。兩種類型的開關可以承載的信號存在一些限制。由于通道電容,模擬開關具有頻率響應限制。(例如,信號電平變化可能是由高頻寄生電容引起的。)對于數(shù)字開關,有一個較大頻率可以饋入數(shù)字開關的輸入端,之后開關的輸出狀態(tài)將地遵循輸入。通過記錄數(shù)字信號的上升和下降時間的速率來計算數(shù)字信號的傳輸速率。