CMOS模拟开关(4066,4051-53)功能和原理
74hc4066工作原理
74hc4066工作原理
74HC4066 是一个四通开关模拟电路芯片，可以控制四个独立信号通路的开关状态。
它采用CMOS技术，由电荷耦合电路构成，主要由四个独立的双刀四通开关组成。
每个开关的控制端有两个输入引脚（S 和 I）。
S引脚用于设置开关的工作模式，高电平表示开关打开，低电平表示开关关闭。
I 引脚用于输入和输出信号，从输入端引入的信号将在上一个引脚连接的输出端输出。
当 S 输入为高电平时，相应的开关打开，输入信号将通过 I 引脚传递到对应的输出端。
当 S 输入为低电平时，相应的开关关闭，输入信号将无法通过开关传递到输出端。
举例来说，如果我们想通过第一个开关传递一个信号，我们可以将 S1 引脚拉高，然后通过 I1 引脚输入信号，信号将被传递到 Q1 引脚输出端。
这样，使用74HC4066芯片，我们可以通过控制开关的状态来选择不同的输入信号路径，从而实现信号的开关和选择功能。
这在很多需要切换信号的应用中非常有用，例如音频选择器、数据选择器等。
CMOS工作原理及应用
CMOS工作原理及应用CMOS的工作原理主要涉及两个方面：MOSFET的工作原理和互补工作方式。
MOSFET是一种三端可控器件，由栅极、源极和漏极组成。
当在栅极上加上一个正电压时，形成栅源电压，使得源极和漏极之间的通道导电。
而当在栅极上加上一个负电压时，形成栅源电压，通道导电关闭。
这个基本的工作原理可以实现CMOS电路中各种逻辑功能的实现。
互补工作方式是CMOS的独特之处，CMOS电路中同时包含P型和N型的MOSFET晶体管。
根据栅极电压的不同，P型和N型的MOSFET可以交替控制电流的流动，实现逻辑电路中的与、或、非等功能。
当P型和N型的MOSFET同时工作时，产生电流，而当其中一个关闭时，电流停止。
CMOS具有一系列的优点和应用。
首先，CMOS电路具有非常低的功耗，当电路中的晶体管不工作时，几乎没有漏电流。
其次，CMOS具有高集成度，可以在一个芯片上集成大量的晶体管，从而实现复杂的电路功能。
此外，CMOS还具有较高的抗辐射和抗干扰能力，使其在航空航天和军事领域得到广泛应用。
CMOS还在大量的电子设备中得到应用。
例如，CMOS被广泛用于数字逻辑电路，包括微处理器、存储器和数字信号处理器等。
此外，CMOS也被用于模拟电路，例如运算放大器、数据转换器和射频电路等。
此外，CMOS还可用于电源管理、触摸屏操作、传感器等应用。
总之，CMOS是一种基于互补结构的半导体技术，具有低功耗、高集成度和良好的抗辐射和抗干扰能力等特点。
它的工作原理基于MOSFET晶体管和互补工作方式，通过控制晶体管的通断，实现逻辑电路中的各种功能。
CMOS广泛应用于数字逻辑电路、模拟电路和其他各种电子设备中。
cd4051的原理
cd4051的原理CD4051是一种广泛使用的模拟多路开关，主要用于模拟信号的多路选择和切换。
它由CD4046、CD4051和CD4016组成。
它具有低通道串扰、低片间串扰和低电路电容的特点，可提供高精度和稳定的模拟信号切换。
以下是对CD4051原理的详细解释。
CD4051是一种CMOS逻辑级的模拟多路开关，它具有8个通道，可以通过选择信号来切换所需的通道。
它的引脚配置如下：1.通道选择引脚（S0、S1、S2）：这3个引脚用来选择需要连接的通道。
通道选择是通过二进制编码来实现的，通过不同的S0、S1和S2的组合，可以选择8个不同的通道。
2.使能引脚（E）：这个引脚用来使能或禁用CD4051、当E为高电平时，CD4051工作；当E为低电平时，CD4051处于关闭状态。
3.输出引脚（Y0-Y7）：这些引脚用于输出所选择通道的模拟信号。
CD4051的原理基于电压分压和开关电容。
它内部有一系列的电压分压器和开关电容，通过S0、S1和S2的选择信号，连接所需的电压分压器和开关电容。
在给定通道的情况下，CD4051将所选通道的输入信号与内部的电压分压器和开关电容连接起来，然后将分压和开关结果输出到相应的输出引脚。
当选择不同通道时，CD4051会自动切换所需的电压分压器和开关电容，以保证输出的模拟信号的准确性和稳定性。
对于其他未选中的通道，CD4051将断开它们与模拟信号的连接，以避免信号串扰和混叠。
CD4051的工作电压范围为3V至18V，具有很低的静电功耗和高噪声抑制能力。
它可以与其他CMOS逻辑电路和微处理器接口，并且具有快速的响应时间和较高的带宽。
总结来说，CD4051是一种CMOS逻辑级的模拟多路开关，适用于模拟信号的多路选择和切换。
它通过选择信号来连接所需的通道，利用电压分压和开关电容原理实现通道切换，并输出准确和稳定的模拟信号。
CD4051具有低通道串扰和片间串扰、低电路电容等优点，广泛应用于数据选择、模拟信号开关和模拟信号电路切换等领域。
IC资料-CD4051_4052_4053多路选择模拟开关
850
270
1050
1300
330
120
400
520
Ω
210
80
240
300
10
10
Ω
5
±50 ±200 ±200 ±200
±0.01
±50
±500 ±2000 ±2000 ±2000
nA
±0.08 ±200 ±0.04 ±200 ±0.02 ±200
nA
1.5 3.0 4.0 3.5 7 11 -0.1 0.1 3.5 7 11 -10-5 -10-5
-0.1 0.1 20 40 80
-10-5 -10-5
-0.1 0.1 20 40 80
-0.1 0.1 150 300 600
信号输入VIS和输出VOS VDD＝2.5V VEE＝-2.5V 或VDD＝5V VEE＝0V VDD＝5V 导通电阻 （峰值 RL＝10kΩ VEE＝-5V RON VEE ≤ VIS ≤ （任一通道） 或V DD＝10V VDD） VEE＝0V VDD＝7.5V VEE＝-7.5V 或V DD＝15V VEE＝0V VDD＝2.5V VEE＝-2.5V 或VDD＝5V VEE＝0V VDD＝5V 任两个通道间 RL＝10kΩ （任 VEE＝-5V 的导通电阻增 或V DD＝10V 一通道） 益 VEE＝0V VDD＝7.5V VEE＝-7.5V ΔRON 或V DD＝15V VEE＝0V 关态通道漏电 VDD-＝7.5V，VEE＝-7.5V 流， 任一通道处 O/I＝±7.5V，I/O＝0V 于关态 inhibit=7.5V CD4051 关 态 通 道 漏 电 VDD=7.5V CD4052 流， 所有通道处 VEE=-7.5V O/I=0V 于关态 CD4053 I/O=±7.5V 控制输入A、B、C和inhibit VEE＝ VSS，RL VDD=5V ＝1k Ωto VSS VDD=10V 低 电 平 输 入 电 IIS<2uA,所有的 VIL 通道为关态 压 VDD=15V VIS＝VDD thru
常用CMOS模拟开关功能和原理
常用CMOS模拟开关功能和原理CMOS模拟开关是一种常用的电子器件，用于开关模拟信号。
它在电子电路中广泛应用，能够实现信号的开关、选择、分配和调制等功能。
CMOS模拟开关的原理是基于CMOS（互补金属氧化物半导体）技术。
CMOS技术是一种特殊的半导体制造工艺，它由P型和N型MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）组成。
P型MOSFET的特点是在负电压下导电，而N型MOSFET在正电压下导电。
CMOS模拟开关的工作原理是利用P型和N型MOSFET的互补特点，以及它们的互补工作状态来实现模拟信号的开关。
在CMOS模拟开关中，一个P型MOSFET和一个N型MOSFET相连，形成一个互补对。
通过控制栅极电压来控制MOSFET的导通与截止，从而实现信号的开关。
CMOS模拟开关具有以下功能：1.信号开关：CMOS模拟开关可以实现信号的开关功能，当控制信号为高电平时，开关导通，信号可以通过；当控制信号为低电平时，开关截止，信号被阻断。
2.信号调制：CMOS模拟开关可以实现信号的调制功能，通过改变控制信号的频率和幅度，可以实现模拟信号的变化。
3.信号选择：CMOS模拟开关可以实现信号的选择功能，可以根据控制信号选择不同的输入信号传递到输出端，实现多路选择功能。
4.信号分配：CMOS模拟开关可以实现信号的分配功能，可以将输入信号分配到多个输出端。
CMOS模拟开关的优点是功耗低、噪声小、响应速度快、尺寸小、可靠性高。
这些优点使得它在各种应用场合都有广泛的应用。
例如，CMOS 模拟开关常用于音频、视频信号的开关和选择，射频信号的开关和调制，以及模拟信号的处理等领域。
总结起来，CMOS模拟开关通过利用P型和N型MOSFET的互补特性，以及它们的互补工作状态来实现信号的开关、选择、分配和调制等功能。
它具有功耗低、噪声小、响应速度快、尺寸小、可靠性高等优点，在电子电路中有着广泛的应用。
常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍
◆ 高压模拟开关采用全数字电路，时间为数字拨 码设置，可实现模拟断路器跳合闸时间设置、三相/分 相操作选择、输入信号逻辑控制等作用，从而模拟断 路器的跳、合闸动作。
◆ 高压模拟开关可以模拟分相操作断路器，也可 模拟三相操作断路器，跳合闸阻抗选择为400欧、200 欧、110欧任意选择，当模拟分相操作断路器时，其跳 合闸输入端子分别为A合、A跳、B合、B跳、C合、C 跳；当模拟三相操作断路器时，其跳合闸输入端子为 三跳、三合。另外，面板上还设有手动合闸和手动跳 闸按钮，并设有跳合闸信号灯，分别为A合、B合、C 合三个红色信号灯和A跳、B跳、C跳三个绿色信号灯， 在模拟三相操作断路器时，A、B、C三相信号灯同时 明灭。
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
EAB 100 111 0 0 高阻状态 0 1 高阻状态
模拟开关的工作原理如下：
当选通端Ｅ和输入端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。
高压模拟开关技术参数 1.跳闸时间选择：20-100ms 2.供电电源AC200V±10% 3.跳合闸操作为电源电压：DC220V、DC110V 4.合闸时间选择：20-200ms 5.跳合闸阻抗选择400Ω、200Ω、110Ω 6.模拟断路器常闭/常开接点容量为AC220V/5A
高压模拟开关应用 高压模拟开关主要用于电力系统断电保护装置或
常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍
组会报告
专业：电子与通信工程 姓名：张威威
2015年4月18日
常用模拟开关芯片型号与功 能和应用介绍
一、模拟开关的电路组成及工作原理 二、常用的ＣＭＯＳ模拟开关集成电路 三、模拟开关集成电路的应用
(完整word版)cd4051
模拟开关开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。
1.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。
1、使用单电源时，CD4051的VEE可以和GND相连。
2、强烈建议A，B，C三路片选端要加上拉电阻。
3、CD4051的公共输出端不要加滤波电容（并联到地），否则不同通道转换后的电压经电容冲放电后会引起极大的误差。
4、禁止输出端（INH）为高电平时，所有输出切断，所以在应用时此端接地。
作音频信号切换时，最好在输入输出端串入隔直电容。
2、用途：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。
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.如果在八个通道输入一模拟量，在输出端将输出什么输入什么是自己设定3、价格：在1.5元到2.0元之间4、原理圖：5、参数：导通电阻和平坦度模拟开关由一个传输门电路 (PMOS与NMOS并联) 构成，为了得到等效 (匹配) 的RON，PMOS大小需近似为NMOS的两倍。
常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍
INH 0 0 0 0 0 0 0 0
1
输入状态
C
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
接通通道
A
0
cX、bX、aX
1
cX、bX、aY
0
cX、bY、aX
1
cX、bY、aY
0
cY、bX、aX
1
cY、bX、aY
0
cY、bY、aX
1
cY、bY、aY
均不接通
十六路模拟开关CD4067
CD4067相当于一 个单刀十六掷开 关，具体接通哪 一通道，由输入 地址码ABCD来决 定。
为 拨 码 开 关 设 置 ， 精 度 高 。 跳 闸 时 间 设 置 范 围 为 20200ms，合闸时间设置范围为20-100ms。
◆ 模拟断路器跳合闸电源电压为DC220V和DC110V 两档，试验前必须选择好电压和输入电压一致。
◆ 在模拟回路中设有继电器A、B、C各输出一组转 换触点，动断触点闭合或断开触点断开的触点和操作 电源完全隔离，可和微机型继电保护试验设备进行配 合。
1
1
0
0
“13”
1
1
1
0
0
“14”
1
1
1
1
0
“15”
1
均不接通
高压型模拟开关
高压模拟开关采用全数字电路，时间为数字拨码设置， 可实现模拟断路器跳合闸时间设置、三相/分相操作选 择、输入信号逻辑控制等作用，从而模拟断路器的跳、 合闸动作
高压模拟开关特性 ◆ 模拟断路器可模拟跳闸和合闸时间，时间设置
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用固态继电器更加的不行！
4051之类的模拟开关过模拟量不太精确，可考虑使用固态继电器
发帖者IP:211.91.211.35
发表时间:2003年4月7日13:21:47
常用CMOS模拟开关功能和原理（4066，4051-53）二
二、典型应用举例
1.单按钮音量控制器
单按钮音量控制器电路见图6。
VMOS管VT1作为一个可变电阻并接在音响装置的音量电位器输出端与地之间。
VT1的D极和S极之间的电阻随VGS成反比变化,因此控制
模拟开关介绍与应用
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
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
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。
每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端（又
称控制端），当选通端为高电平时，开关导通；当选通端为低电平时，开关截止。
使用时选通端是不允许悬空的。
下面介绍CD4066模拟开关的两个应用实例。
1．采样信号保持电路
采样信号保持电路如图二所
示。
图二采样信号保持电路
模拟信号Ｕi从运算放大器的同相输人端输人。
当模拟开关控制端为高电平时，模拟开关导通，电容Ｃ被充电至Ｕi，这个过程叫做输人信号的采样。
当采样结束时，使模拟开关控制端为低电平，模拟开关断开。
由于模拟开关断开时的电阻高达100M以上，且运放Ａ2的输人阻抗也极高，故电容Ｃ上可以保持采样信号。
2．四路信号交替显示装置
一般的单线示波器只能显示一路连续信号，如果使用该装置，便能够用单线示波器同时显示出四路连续信号，在需要对不同信号的时间关系进行比较时，是十分方便的。
图三四路信号交替显示装置电路图
图三是该装置的电路图，它采用CD4017计数器和振荡器组成四节拍电路，控制两个CD4066内的４对模拟开关，使其依次导通。
在每一对模拟开关上，分别加有可调直流电平和一路输人信号，当模拟开关的选通端为高电平1时，模拟开关导通，直流电平和输人信号则经运算放大器反相求和后送到示波器的Ｙ轴输人端。
由于四路信号对应不同的直流电平，所以在示波器上能将四路信号上下分开。
虽然四对模拟开关是受计数器的Q0、Q1、Q2、Q3输出端控制的，它们依次一个个地导通或截止，但由于振荡器的振荡频率较高，使人眼感觉不到波形的闪烁。