幾種特殊的模擬開關(guān)介紹

模擬開關(guān)可以用于控制電路的輸入和輸出，從而控制電路的功能。它還可以用于控制電子設(shè)備的開關(guān)，如電視、電腦等。此外，模擬開關(guān)還可以用于控制電力系統(tǒng)的負(fù)荷，從而改善電力系統(tǒng)的效率。

模擬開關(guān)的參數(shù)包括電壓閾值、電流閾值、開關(guān)時間、開關(guān)次數(shù)、漏電流、漏電壓等。

幾種特殊的模擬開關(guān)

幾種特殊的模擬開關(guān)包括光耦合器開關(guān)、熱敏開關(guān)、磁耦合開關(guān)、智能開關(guān)等。光耦合器開關(guān)可以通過光信號來控制電路的開關(guān)，熱敏開關(guān)可以通過溫度變化來控制電路的開關(guān)，磁耦合開關(guān)可以通過磁場來控制電路的開關(guān)，而智能開關(guān)可以根據(jù)輸入信號自動調(diào)節(jié)開關(guān)狀態(tài)。

1、高頻T型開關(guān)

T 型開關(guān)適用于視頻及其它頻率高于10MHz的應(yīng)用，如圖4 所示，它由兩個模擬開關(guān)（S1、S3）串聯(lián)組成，另一開關(guān)S2 接在地和S1、S3的交點(diǎn)之間，這種結(jié)構(gòu)的開關(guān)其關(guān)斷隔離高于單個開關(guān)，由于寄生電容與每個串聯(lián)開關(guān)并聯(lián)，斷開狀態(tài)的T 型開關(guān)其容性串?dāng)_隨頻率的提高而增大。因此，影響開關(guān)高頻特性的關(guān)鍵在于開關(guān)的斷開狀態(tài)而不是接通狀態(tài)。

當(dāng)T 型開關(guān)導(dǎo)通時，S1 和S3 閉合，S2 斷開;當(dāng)開關(guān)斷開時，S1、S2 斷開，S3 閉合，此時，那些要通過串聯(lián)MOSFET 的寄生電容耦合到輸出端的輸入信號被S3 旁路，斷開狀態(tài)下的10MHz 視頻T 型開關(guān)（MAX4545）的關(guān)斷隔離達(dá)-80dB，而標(biāo)準(zhǔn)模擬開關(guān)（MAX312）的關(guān)斷隔離度只有-36dB。

2、微型封裝

CMOS開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)還包括小的封裝尺寸，如6腳SOT23開關(guān)不含任何機(jī)械部件（與舌簧繼電器不同），Maxim 提供的小型視頻開關(guān)（MAX4529）及標(biāo)準(zhǔn)的低電壓SPDT 開關(guān)（MAX4544）均采用6 腳SOT23 封裝，供電范圍為2.7V 至12V。

另外，Maxim 具有多種如同CD4066 的通用模擬開關(guān)，例如新發(fā)布的MAX4610-MAX4612 低成本四模擬開關(guān)，其中，MAX4610 引腳兼容于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4066，而且能夠工作在更低的電源電壓（低至2V），具有較高的精度，通道間最大失配電阻為4Ω;平坦度在8Ω以內(nèi)。

這些型號有三種不同的開關(guān)設(shè)置，低導(dǎo)通電阻（5V時小于100Ω）適用于低電壓應(yīng)用，采用緊湊的14 腳TSSOP 封裝（6.5 x 5.1 x 1.1 mm3）解決了線路板尺寸緊張問題。

3、ESD保護(hù)開關(guān)

基于Maxim 成功的ESD 保護(hù)接口產(chǎn)品，±15kV ESD 保護(hù)電路被引入到某些模擬開關(guān)中，新推出的可承受±15kV 靜電沖擊的模擬開關(guān)完全符合IEC1000-4-2 Level 4 標(biāo)準(zhǔn)，所有模擬輸入通路均經(jīng)過人體模型ESD 檢測和IEC1000-4-2 規(guī)定的空氣間隙放電模式檢驗。

MAX4551-4553 引腳與多種標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)（如DG201/211 和MAX391 等）兼容，針對多路復(fù)用器系列產(chǎn)品，如74HC4051 和MAX4581，Maxim 還研制生產(chǎn)了帶有ESD 保護(hù)的多路復(fù)用器。在新的設(shè)計中，無需再采用昂貴的TranszorbsTM器件對模擬輸入進(jìn)行保護(hù)。

4、故障保護(hù)型開關(guān)

模擬開關(guān)的電源電壓限制了輸入信號的范圍，一般情況下，這種限制對模擬開關(guān)的使用沒有影響，但在某些應(yīng)用中，系統(tǒng)斷電時模擬開關(guān)的輸入端仍有信號存在，此時，由于輸入信號超出了電源電壓的范圍，將造成開關(guān)的永久性損壞。

Maxim 帶有故障保護(hù)的新型模擬開關(guān)和多路復(fù)用器能夠提供±25V 的過壓保護(hù)，掉電時保護(hù)電壓達(dá)±40V，同時可處理滿電源擺幅信號，并具有較低的導(dǎo)通電阻。故障狀態(tài)下，輸入端被置成高阻態(tài)，與開關(guān)狀態(tài)和負(fù)載電阻無關(guān)，只有nA級的泄漏電流流過信號源。

5、加載-感應(yīng)開關(guān)

在過去幾年中，Maxim 推出了一系列新型模擬開關(guān)，其中MAX4554-MAX4556 加載-感應(yīng)型開關(guān)，適用于自動檢測設(shè)備（ATE）中的Kelvin 檢測。每中型號包含有用于加載電流的低電阻、大電流開關(guān)和用于檢測電壓或切換保護(hù)線的高阻開關(guān)。±15V 供電時，電流開關(guān)導(dǎo)通電阻僅6Ω，感應(yīng)開關(guān)導(dǎo)通電阻為60Ω，MAX4556內(nèi)置三路SPDT開關(guān)。

加載感應(yīng)開關(guān)主要用于高精度系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離測量系統(tǒng)（圖5），在4線測量中，2線為負(fù)載加載電壓或電流，其余2 線直接與負(fù)載感應(yīng)線連接。

2線系統(tǒng)中，負(fù)載電壓感應(yīng)線與加載線連接到負(fù)載的兩端。由于加載電壓或電流會沿線產(chǎn)生壓降，所以負(fù)載電壓比信號源電壓略低，負(fù)載與信號源間的距離以及負(fù)載電流、導(dǎo)通電阻等都將造成負(fù)載電壓的衰減。采用4線方式可減小信號衰落，4 線方式中的2 條附加電壓感應(yīng)線上流過的電流可忽略。新型加載感應(yīng)開關(guān)簡化了許多應(yīng)用，例如nV級電壓表、飛歐級電阻計等。

6、校準(zhǔn)型多路復(fù)用器

校準(zhǔn)型多路復(fù)用器（Cal-muxes）主要用于高精度A/D 轉(zhuǎn)換器和自監(jiān)控系統(tǒng)，芯片內(nèi)的組合結(jié)構(gòu)主要包括：從輸入基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生精密電壓比的模擬開關(guān)，高精度電阻分壓器，用于選擇不同輸入的多路復(fù)用器。

該類器件中，MAX4539 和MAX4540 可用于修正A/D 轉(zhuǎn)換中的兩個主要誤差：

失調(diào)誤差與增益誤差。利用內(nèi)部精密的分壓器，在微處理器的串行接口控制下測量增益和失調(diào)電壓，參考比為15/4096 和4081/4096，精確到15 位，對于基準(zhǔn)為4.096V的A/D轉(zhuǎn)換器，15/4096倍的基準(zhǔn)電壓為15mV，二進(jìn)制數(shù)字輸出為000000001111，為測量失調(diào)誤差，控制器記錄二進(jìn)制數(shù)000000001111 與ADC 實際輸出之差，用該誤差值對失調(diào)電壓加以修正。

為測量增益誤差，校準(zhǔn)多路復(fù)用器用4081/4096 代替（VREFHI - VREFLO），微控制器記錄二進(jìn)制數(shù)111111110000 與ADC 實際輸出之差，已知ADC 的失調(diào)誤差和增益誤差后，系統(tǒng)軟件可建立修正系數(shù)，調(diào)節(jié)后續(xù)輸出到修正值。

模擬開關(guān)應(yīng)用一直在從單純的音頻開關(guān)功能向更先進(jìn)的產(chǎn)品發(fā)展，這些先進(jìn)產(chǎn)品可以同時提供增值設(shè)計特性和強(qiáng)大的I/O到地的ESD能力。隨著諸如MP3/MP4播放器和GPS/WiFi功能等多媒體特性在最終應(yīng)用中的普及，設(shè)計人員需要應(yīng)用性更加特殊的開關(guān)，這樣不僅可以提供低失真的開關(guān)通道，同時能夠解決標(biāo)準(zhǔn)一致性測試所面臨的設(shè)計挑戰(zhàn)。另外，這些開關(guān)還能降低材料成本，并顯著縮短產(chǎn)品上市時間。