模拟开关参数

信号转换电路信号转换电路第一节采样保持电路第一节采样保持电路信号转换电路信号转换电路从信息形态变化的观点将各种转换分为三种:①从自然界物理量到电量的转换②电量之间的转换③从电量到物理量的转换采样保持电路采样保持电路基本性质u ?t 采样期?iu?0?u t 保持期 t 为发出保持命令的时刻 )i 0 0捕捉时间:从发出采样指令的时刻起,直到输出信号稳定地跟踪上输入信号为止,所需的时间定义为捕捉时间关断时间:从发出保持指令地时刻起,直到输出信号稳定下来为止,所需的时间定义为关断时间。

捕捉时间长,电路的跟踪特性差,关断时间长,电路的保持特性不好,它们限制了电路的工作速度。

第一节采样保持电路第一节采样保持电路采样保持电路的基本性质组成:1. 模拟开关∞2. 模拟信号存储电容-∞+- Suo3. 缓冲放大器+ +N2+ N1uCiUc第一节采样保持电路第一节采样保持电路a u ,ui ouoftOtf tsOTts第一节采样保持电路第一节采样保持电路Ff Offmin fasEE1E2 f + fs m i nOf 2f fssbFf F fs*Of f f - f f 2 f f + fmin s s s f ss m i n采样保持电路采样保持电路对采样保持电路的主要要求:精度和速度为提高实际电路的精度和速度,可从元件和电路两方面着手解决。

元件性能的影响和要求元件性能的影响和要求输入输出缓冲器∞特别需注意的参数:-∞输入偏置电流以及带+-Suo+ + N2宽,上升速率和最大+N1u Ci输出电流等性能参数。

Uc元件性能的影响和要求元件性能的影响和要求模拟开关模拟开关是一种在数字信号控制下将模拟信号接通或断开的元件或电路。

该开关由开关元件和控制(驱动)电路两部分组成。

开关元件控制电路元件性能的影响和要求元件性能的影响和要求模拟开关的分类按切换的对象分:电压和电流开关电压模拟开关的特点是:当开关断开时,跨于它两端的电压总与被换接的电压V 有关,而且通过开关的电x流则与负载R 有关。

多选一模拟开关电流
1、性能指标模拟开关由于采用的是集成MOS管作为开关的器件实现开关功能。

由于MOS管自身物理特性，在使用的时候需要注意一下几个性能指标。

2、开关最大电流：模拟开关的导通能够承受的最大电流值，现在常见的模拟开关的开关最大电流一般在几百毫安以内。

安培级别的模拟开关很少。

3、开关速度：模拟开关的开关速度一般能达到兆Hz的速度，可以快速实现链路切换。

4、开关耐压：模拟开由于其应用的信号链路为*板低压工作环境，关耐压值一般在15v以内。

常见的有3、3v、5v、12v、1
5、等最大耐压值。

选择时必须注意信号链路的最大电压与器件最大耐压值。

5、导通电阻：常见的模拟开关的导通阻抗一般从几个欧姆到100欧姆之间。

在模拟信号和弱信号设计的时候使用模拟开关必须注意这个参数。

6、关断阻抗：关断阻抗代表着开关的关断能力，关断好坏，一般产品的关断阻抗足以达到抑制相邻两个信号链路相互干扰的能力。

当进行便携设备的设计时，工程师在选择模拟开关时必须特别关注RON、串扰、THD、带宽、电荷注入、插损等参数。

本文阐述了模拟开关的工作原理以及选择这种器件时对各种关键参数的折衷考虑。

位总线开关。

图1：FSTU3125型4最近几年，开关正进入到PC、服务器、笔记本电脑及扩展基座(docking station)应用等市场中，这随后导致众多芯片厂商蜂拥推出各种“总线开关”。

这些总线开关之所以具有吸引力，是因为通过在应用中与(缓存或存储器中的)多路复用/解复用数据隔离或进行电压转换，在插入(连接)或断开期间就很方便地将总线电容与插卡或设备隔开。

大多数总线开关产品都是能处理奇偶或非奇偶应用数据通信总线宽度的8、10、16、18、24或32位器件。

这些产品还被用于字节交换、纵横(交叉)路由及存储器交错等。

总线开关一般被设计成单NMOS器件，且由于其双向本质、低(或“零”)传播延时(典型为250ps)、低电容及低电流源要求而常常被用作缓冲器或收发器的替代器件。

但单NMOS通道的缺点是，随着源极电压接近Vcc，栅极下面的漏-源区会逐渐被夹紧，从而限制电流供应能力并使输出电压箝位。

但请记住，电流源是以驱动缓冲器为特征，而开关并非天然就具有电流供应能力，它只想起简单的“连线”作用。

其主要缺点是下降沿上的下冲，这会引起存储器模块的假同步，但此问题由于“下冲加固电路(UHC)”及类似技术的引入而被固定。

笔记本电脑/PC继续将开关用于多路复用应用，包括在视频上重叠图形(画中画)、MPEG数据流的切换(在串-并转换后)以及随后在视频加速卡上不同监视器(TV、LCD、PC监视器)源之间的RGB数据复用等。

最近几年，消费者对带有多个源的高技术特性的渴求已经在推动技术需求的发展，因此开关功能是视频、图形及音频传输或处理过程中的一个完整组成部分。

鉴于此，除简单的R ON 及R FLAT 特征外，目前对“开关”在串扰、总谐波失真(THD)、衰减及带宽方面的指标要求也有了很大的提高。

模拟开关参数一、介绍模拟开关模拟开关是一种用于控制电路开关状态的元件。

它可以模拟真正的机械开关的功能，但实际上是利用电子器件来实现的。

模拟开关在电子电路设计中起着至关重要的作用，广泛应用于各种电子设备中。

二、模拟开关的基本原理模拟开关的基本原理就是控制信号的传导和阻断。

它通常包含一个控制端和两个开关端。

当控制端接收到控制信号时，模拟开关会在两个开关端之间建立或中断电路连接。

这样就可以实现电流的传输或截断，从而实现开关的功能。

三、模拟开关的重要参数在选择模拟开关时，需要考虑以下几个重要参数：1. 通断电流（ISW）通断电流是模拟开关能够承受的最大电流。

如果超过了这个电流，可能会导致开关故障或损坏。

因此，在选择模拟开关时，需要根据实际使用情况确定通断电流的要求。

一般来说，通断电流越大，模拟开关的承载能力越强。

2. 通断电压（VSW）通断电压是模拟开关能够承受的最大电压。

与通断电流类似，如果超过了这个电压，可能会导致开关故障或损坏。

通断电压的选择要根据实际电路的工作电压确定。

通常情况下，通断电压要比实际工作电压略高一些。

3. 切换时间（tSW）切换时间是模拟开关从一个开关状态切换到另一个开关状态所需的时间。

切换时间的长短会影响到整个电路的工作效率和性能。

因此，需要选择切换时间较短的模拟开关，以提高电路的响应速度和稳定性。

4. 导通电阻（Rdson）导通电阻是模拟开关在导通状态下的电阻大小。

较小的导通电阻意味着模拟开关能够更好地传导电流，从而减小电路功耗和能量损失。

选择较低导通电阻的模拟开关可以提高电路的效率。

四、模拟开关的应用领域模拟开关广泛应用于各种电子设备和电路中，包括但不限于以下领域：1. 通信系统在通信系统中，模拟开关用于控制信号的传输和切换。

它可以控制信号的路径，实现信号的选择和分配。

同时，模拟开关还可以实现信号的隔离和保护，提高通信系统的安全性和可靠性。

2. 数字电路在数字电路中，模拟开关用于控制数字信号的输入和输出。

模拟开关的性能参数
Ron：开关导通时输入端与输出端之间的电阻
Roff：断开时输入端与输出端之间的电阻
IS ：开关断开时的泄漏电流；
IC ：开关接通电流；
CS：开关断开时，开关对地电容；
COUT：开关断开时，输出端对地电容；
此外还有最大开关电压、最大开关电流和驱动功耗等.
动态特性：开关动作延迟时间，包括开关导通延迟时间Ton和开关截止延迟时间TOff, 通常TonT0ff, 抱负模拟开关时Ton→0，Toff→0 为了得到高质量的采样保持电路，模拟开关的速度应快，极间电容，夹断电压或开启电压，导通电阻和反向漏电流等参数都应小。

1. 漏电流
通过断开的模拟开关的电流，用IS表示。

在n个模拟开关的并联组合中，当一个开关导通时，其它n－1个开关是断开的，未导通开关的漏电流将通过导通的开关流经信号源，如图所示。

这样，将在输出端形成一个误差电压UOE。

输出端的误差电压：
IS — 单个开关的漏电流。

假如通道数增加或信号源内阻很大时，状况还要严峻。

改进的方法：采纳分级结合电路。

将3n个通道分成3 组，再用3
个其次级的开关接到输出端。

这样将使流到输出端的漏电流由(3n－1) 降到(n－1)，差不多减至三分之一。

3. 源负载效应误差
由于负载效应是一种分压作用，使输出到上的信号减小，因此应合理设计
①提高负载电阻，RL RS+RON
②依据负载效应误差，在下级提高增益来补偿
4.串扰：断开通道的信号电压耦合到接收通道引起的干扰。

常用模拟开关关在电路中起接通信号或断开信号的作用。

最常见的可控开关是继电器,当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时,继电器就吸合或释放,其触点接通或断开电路。

CMOS模拟开关是一种可控开关,它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合,只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

一、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理1.四双向模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如图1所示。

每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小,典型值为－50dB。

图1 CD4066的引脚功能2.单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能见图2。

CD4051相当于一个单刀八掷开关,开关接通哪一通道,由输入的3位地址码ABC来决定。

其真值表见表1。

“INH”是禁止端,当“INH”=1时,各通道均不接通。

此外,CD4051还设有另外一个电源端VEE,以作为电平位移时使用,从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关,并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。

例如,若模拟开关的供电电源VDD=＋5V,VSS=0V,当VEE=－5V时,只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号,就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

图2 CD4051引脚功能表1 CD4051真值表3.双四路模拟开关CD4052CD4052的引脚功能见图3。

CD4052相当于一个双刀四掷开关,具体接通哪一通道,由输入地址码AB来决定。

其真值表见表2。

图3 CD4052的引脚功能表2 CD4052真值表4.三组二路模拟开关CD4053CD4053的引脚功能见图4。

NC COM INNOENProductFolder OrderNow TechnicalDocuments Tools &SoftwareSupport &CommunityTS3A5018ZHCSIB0H –JANUARY 2005–REVISED MAY 2018TS3A501810Ω四通道SPDT 模拟开关1特性•低通态电阻(10Ω)•低电荷注入•出色的通态电阻匹配•低总谐波失真(THD)• 1.8V 至3.6V 单电源运行•闩锁性能超出JESD 78II 类规范要求的100mA •静电放电(ESD)性能测试符合JESD 22标准–2000V 人体放电模型（A114-B ，II 类）–1000V 充电器件模型(C101)2应用•采样和保持电路•电池供电类设备•音频和视频信号路由•通信电路3说明TS3A5018器件是一款四通道单极双投(SPDT)模拟开关，其设计工作电压为1.8V 至3.6V 。

此器件可以处理数据和模拟信号，并且高达V +的信号在任一方向上传输。

器件信息(1)器件型号封装封装尺寸（标称值）TS3A5018SOIC (16)9.90mm ×6.00mm SSOP (16)6.00mm ×4.90mm TSSOP (16) 5.00mm ×4.40mm TVSOP (16) 4.40mm ×3.60mm UQFN (16) 2.50mm ×1.80mm VQFN (16)4.00mm ×3.50mm(1)如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。

方框图TS3A5018ZHCSIB0H–JANUARY2005–REVISED 目录1特性 (1)2应用 (1)3说明 (1)4修订历史记录 (2)5Pin Configuration and Functions (3)6Specifications (4)6.1Absolute Maximum Ratings (4)6.2ESD Ratings (4)6.3Recommended Operating Conditions (4)6.4Thermal Information (4)6.5Electrical Characteristics for3.3-V Supply (5)6.6Electrical Characteristics for2.5-V Supply (6)6.7Electrical Characteristics for2.1-V Supply (7)6.8Electrical Characteristics for1.8-V Supply (7)6.9Switching Characteristics for3.3-V Supply (8)6.10Switching Characteristics for2.5-V Supply (8)6.11Switching Characteristics for1.8-V Supply (9)6.12Typical Characteristics (10)7Parameter Measurement Information (13)8Detailed Description (17)8.1Overview (17)8.2Functional Block Diagram(Each Switch) (17)8.3Feature Description (17)8.4Device Functional Modes (17)9Application and Implementation (18)9.1Application Information (18)9.2Typical Application (18)10Power Supply Recommendations (19)11Layout (19)11.1Layout Guidelines (19)11.2Layout Example (19)12器件和文档支持 (20)12.1器件支持 (20)12.2文档支持 (20)12.3接收文档更新通知 (21)12.4社区资源 (21)12.5商标 (21)12.6静电放电警告 (21)12.7术语表 (21)13机械、封装和可订购信息 (21)4修订历史记录注：之前版本的页码可能与当前版本有所不同。

模拟开关(4066)介绍与应用模拟开关是一种三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输人端与输出端的状态。

当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输人端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。

模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。

由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。

一、模拟开关的电路组成及工作原理模拟开关电路由两个或非门、两个场效应管及一个非门组成，如图一所示。

模拟开关的真值表见表一。

表一E A B10011100高阻状态01高阻状态模拟开关的工作原理如下：当选通端Ｅ和输人端Ａ同为1时，则S2端为０，Ｓ1端为１，这时ＶＴ1导通，ＶＴ2截止，输出端Ｂ输出为１，Ａ=Ｂ，相当于输入端和输出端接通。

当选通Ｅ为0时，而输人端Ａ为０时，则S2端为1，S1端为０，这时ＶＴ1截止，VT2导通，输出端Ｂ为０，Ａ＝Ｂ，也相当于输人端和输出端接通。

当选通端Ｅ为０时，这时ＶＴ1和ＶＴ2均为截止状态，电路输出呈高阻状态。

从上面的分析可以看出，只有当选通端Ｅ为高电平时，模拟开关才会被接通，此时可从Ａ向Ｂ传送信息；当输人端Ａ为低电平时，模拟开关关闭，停止传送信息。

二、常用的ＣＭＯＳ模拟开关集成电路根据电路的特性和集成度的不同，ＭＯＳ模拟开关集成电路可分为很多种类。

现将常用的模拟开关集成电路的型号、名称及特性列入表二中。

表二常用的模拟开关类别型号名称特点模拟开关CD4066四双向模拟开关四组独立开关，双向传输多路模拟开关CD40518选1模拟开关电平位移，双向传输，地址选择CD4052双4选1模拟开关电平位移，双向传输，地址选择CD4053三路2组双向模拟开关电平位移，双向传输，地址选择CD4067单16通道模拟开关电平位移，双向传输，地址选择CD4097双8通道电路模拟开关电平位移，双向传输，地址选择CD4529双四路或单八路模拟开关电平位移，双向传输，地址选择三、CD4066模拟开关集成电路的应用举例CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有４个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。

3路二选一模拟开关概 述CD4053是一块带有公共使能输入控制位的3路二选一模拟开关电路。

每一个多路选择开关都有两个独立的输入/输出(Y 0和Y 1)，一个公共的输入/输出端（Z ），和选择输入(S n )。

每一路都包含了两个双向模拟开关，开关的一边连接到独立输入/输出（Y 0或Y 1），另一边连接到公共输入/输出端（Z ）。

当E 为低电平时，两个开关中的其中一个被S n 选通（低阻导通态）。

当E 为高电平时，所有开关都处于高阻关断态，与S A ～S C 无关。

V DD 和V SS 是连接到数字控制输入（S A ～S C 和E 的电源电压。

）（V DD －V SS ）的范围是3～9V 。

模拟输入输出（Y 0，Y 1和Z ）能够在最高V DD ，最低V EE 之间变化。

V DD -V EE 不会超过12V 。

对于用做数字多路选择开关。

V EE 和V SS 是连在一起的（通常接地）。

应 用⏹ 模拟多路选择开关 ⏹ 数字多路选择开关 ⏹ 信号选通管脚图12111B 1615141312345678910Y E0B Y 0C Y EE V SSV DD V 1A Y A Z 0A Y B S S C1C Y C Z A S B Z管脚说明功能框图电路图（一个开关）逻辑图功能表注：1. H是高电平状态（较高的正电压）2. L是低电平状态（较低的正电压）3.＂×＂是任意状态4.n=A, B, C电路工作区域极限参数符号参数条件最小最大单位V DD电源电压范围-0.5 +9 VV DD- V EE电源电压范围-0.5 +12 V2 =12VI Q 静态电流V DD-V EEμA V I输入电压范围-0.5V DD+0.5 V |I IH| 高电平输入电流V DD=5V，V I= V DD 1μA |I IL| 低电平输入电流V DD=5V，V I= 0V 1 μAV IO输入输出电压范围V EE-0.5 V DD+0.5 V±20 mAI IK输入钳位电流V I＜-0.5V或V I＞V DD+0.5V -I IOK输入输出钳位电流V IO＜V EE-0.5V或V IO＞V DD+0.5V - ±20 mA±25 mAI T开关导通电流V O= -0.5V～V DD+0.5V -I DD，I GND V DD或GND电流- ±50 mAP D 功耗500mW℃T STG贮存温度-65+150 T OP 工作温度-40℃+85 T L 焊接温度 10－20秒250℃推荐工作条件符号参数条件最小典型最大单位V6.0V DD电源电压 3.05.0V V EE电源电压-6.0 0V V DD- V EE电源电压 3.0 12.0 V I输入电压0V DD V-V IO输入输出电压V EE - V DD V1000ns-= 3.0V -V CCtr,tf 输入上升、下降时间ns= 5.0V - 500V CCV CCns400= 6.0V --℃+85-T OP工作温度-40直流特性图1 导通电阻的测试图2 导通电阻是输入电压的函数（I is=200μΑ V S S=V E E=0V）交流特性（VS S=V E E=0V；T amb=25℃；输入转换时间小于20ns）V DD（V）功率计算公式(µW)一块电路的动态功率耗散（P）592500f i+∑(f0C L)×V DD211500f i+∑(f0C L)×V DD2f i 是输入频率(MHz)f0是输出频率(MHz)C L 是负载电容(pF)∑(f0C L)是输出之和V DD是电源电压(9V) V DD（V）符号典型最大单位备注高到低59t PHL10 205 10ns注释1传输延时Vis→V os 低到高59t PLH15 305 10ns注释1 高到低59t PHL200 40085 170ns注释2传输延时S n→V os 低到高59t PLH275 555100 200ns注释2注释：Vis是Y或Z端的输入电压，V os是Y或Z端的输出电压1. R L=10KΩ到V EE ；C L=50pF到V EE ；E=V SS；Vis=V DD (方波)；如图3所示2. R L=10KΩ；C L=50pF到V EE ；E= V SS；S n =V DD (方波)；Vis=V DD和R L到V EE用来测量t PLH ；Vis=V EE和R L到V DD用来测量t PHL ；如图3所示3. R L=10KΩ；C L=50pF到V EE ；E= V DD (方波)； Vis=V DD和R L到V EE用来测量t PHZ和t PZH ；Vis=V EE和R L到V DD用来测量t PLZ 和t PZL；如图3所示4. R L=10KΩ；C L=15Pf；通道开；Vis=V DD（P-P）/2(正弦波，在V DD/2处对称)，fis=1KHz；如图4所示5. R L=1KΩ；Vis=V DD（P-P）/2(正弦波，在V DD/2处对称)；20lg(V os/Vis)=-50dB；如图5所示6. R L=10KΩ到V EE ；C L=15pF到V EE ；E或S n =V DD (方波)；干扰是│V os│(峰值)；如图3所示7. R L=1KΩ；C L=5pF；通道关；Vis=V DD（P-P）/2(正弦波，在V DD/2处对称)；20lg(V os/Vis)=-50dB；如图4所示8. R L=1KΩ；C L=5pF；通道开；Vis=V DD（P-P）/2(正弦波，在V DD/2处对称)；20lg(V os/Vis)=-3dB；如图4所示图3图4图5封装图（DIP16-300-2.54）封装图（SOP16-150-1.27）。

电力模拟屏的参数可能包括以下几种：
电压：通常以伏特（V）为单位。

电流：通常以安培（A）为单位。

功率：包括有功功率和无功功率，有功功率通常以瓦特（W）为单位，无功功率以乏特（VAR）为单位。

频率：通常以赫兹（Hz）为单位。

此外，电力模拟屏还可能具有以下参数：
跳闸时间：0-500ms (调节幅度1ms)。

合闸时间：0-500ms (调节幅度1ms)。

跳闸电流：1A、2A、3A、4A、5A(可根据用户要求定制)。

合闸电流：1A、2A、3A、4A、5A(可根据用户要求定制)。

跳合闸电压：DC220V、DC110V、48V、24V。

辅助触点容量A，B，C：AC220V 3A。

环境条件：温度：-25°---+55°C，相对湿度：≤80%，模拟断路器数量：12个，屏柜颜色采用红狮502亚光、右门轴，屏柜尺寸：6006002260mm。