《模拟多路开关》PPT课件

场效应管开关
Ui1
T1
Uo
① 结型场效应管开关
优点：开关切换速度快，导 通电阻小，可两个方 向传送信号。
VDD R21
UC1 R11
通道选择1
.
T1
.
Ui8 .
T8
缺点：为分立元件，需专门 的电平转换电路驱动，
VDD R28
UC8 通道选择8
R18
T8
使用不方便。
结型场效应管多路开关
3.3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
23 22 21 20
集成多路开关
3.3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
2. 多路开关的主要指标
RON：导通电阻；
➢ 多路开关的导通电阻RON（一般为数10Ω至1kΩ左
右）比机械开关的接触电阻（一般为mΩ量级）大 得多，对自动数据采集的信号传输精度或程控制增 益放大的增益影响较明显。
➢ 而且RON随电源电压高低、传输信号的幅度等的变
......
T15 T16
置成0001状态，经四-十六线译 码器后，第1根线输出高电平，
1 2 3 ......
15 16
场效应管T1导通，UO= Ui1，选
中第1路信号。
四-十六线译码器
➢ 如果要连续选通第1路到第3路的
信号，可以在计数器加入计数脉
计数
四位计数器
冲，每加入一次脉冲，计数器加1，
状态依次变为 0001，0010，001 1。
6
11
7
10
8
9
AD7502芯片结构及引脚功能
A0
USS UDD S1 OUT (1~4)
S2 S3 S4
3.3.3 多路开关集成芯片 2. 有译码器的多路开关
AD7502
AD7502真值表
A1
A0
EN
导通
0
0
1
1和5
0
1
1
2和6
1
0
1
3和7
1
1
1
4和8
×
×
0
无
AD7501， AD7502， AD7503 芯片都是单向多 到一的多路开关，即信号只允许从多个 (8个) 输 入端向一个输出端传送。
UDD 16
(+15V)
13
6 9 10
电平转换
地8
UEE 7
(-15V)
译码驱动
CD4502芯片结构及引脚功能
Y (OUT/IN)
3
{ Y (IN/OUT)
Y (OUT/IN)
{ Y (IN/OUT)
INH UEE GND
1
16
2
15
3
14
4 CD 13
5
4502
12
6
11
7
10
8
9
UDD
}X (IN/OUT)
开关都有各自的控制端。
A1 3
优点：每一个开关可单独通断， 也可同时通断，使用方式 比较灵活。
缺点： 引脚较多，使得片内所 集成的开关较少。
A2 4 A3 5 A4 6 NC 7
当巡回检测点较多时， UDD 8 控制复杂。
16 S1 15 D1 14 S2 13 D2 12 S3 11 D3 10 S4 9 D4
S2 S3 S4
S1
S8
片上所有逻辑输入与TTL／DTL及CMOS电路兼容。
3.3.3 多路开关集成芯片 2. 有译码器的多路开关
AD7501（AD7503） AD7501真值表
A2
A1
A0
EN
导通
0
0
0
1
1
0
0
1
1
2
0
1
0
1
3
0
1
1
1
4
1
0
0
1
5
1
0
1
1
6
1
1
0
1
7
1
1
1
1
8
×
×
×
0
无
AD7503 除EN 端的控制逻辑电平相 反外, 其它与AD7501相同。
场效应晶体管开关
omplementary Metal-Oxid e-Semiconductor Transist or 互补型金属氧化物半导体)
CMOS型场效应管开关 的优点：
➢ 结型
导通电阻RON随信号电 压变化波动小；
➢ 绝缘栅型(MOS) PMOS
RON
NMOS
集成电路开关
CMOS
信号 电压
3.3.3 多路开关集成芯片 2. 有译码器的多路开关
AD7502
EN A 1 A 0
UDD
(+15V)
地
USS
(-15V)
电平转换 译码驱动
...
...
OUT S1 S4 S5 S8 OUT
A1 GND
EN (5~8) OUT
S8
S7 S6 S5
1
16
2
15
3
14
4 AD 13 5 7502 12
AD7501（AD7503）
AD7501（AD7503） 芯片结构及引脚功能
EN A2 A 1 A 0
A1
1
16
A0
UDD
(+15V)
地 USS
(-15V)
电平转换
译码驱动
... ...
OUT
GND EN A2 S8
S7 S6 S5
2
15
3 AD 14 4 7501 13
5
12
6
11
7
10
8
9
USS UDD S1 OUT
{ S7
IN/OUT
4
S5
5
UEE 7
(-15V)
INH
6
UEE
7
3 4 2 5 1 12 15 14 13
GND 8
Sm S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
CD4501芯片结构及引脚功能
16
15 14
CD 13 4501
12
11
10 9
UDD S2 S1 S0 S3 A
B C
IN/OUT
1. 多路开关工作原理
场效应管开关 ② 绝缘栅场效应管开关
其工作原理与结型场效 应管多路开关类似。
优点：开关切换速度快，导通电 阻小，且随信号电压变化 波动小；易于和驱动电路 集成。
缺点：衬底要有保护电压，P沟 道加正电压，N沟道加负 电压。
Ui1
T1
Uo
-20V
R21
UC1 R11
. . Ui8 .
➢ 结型
开关接通时间短，小 于100ns；
➢ 绝缘栅型(MOS) 集成电路开关
功耗低； 工作电压范围宽 抗干扰能力强
温度稳定性能好
易于和驱动电路集成
多路开关：
3.3.1 概述
电子多路开关根据结构可分为：
双极性晶体管开关 场效应晶体管开关
➢ 结型 ➢ 绝缘栅型(MOS) 集成电路开关
3.3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
2. 多路开关的主要指标
RON：导通电阻； RONVS：导通电阻温度漂移； IC：开关接通电流； IS：开关断开时的泄漏电流； 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； tON：选通信号EN达到50%这一点时到开关接通时的延
集成电路开关是将场效
应管、地址计数器、译
码器及控制电路等集成
制造在一块芯片上而构
成的器件。
特点：除了具有场效 应管的特性之外，还 具有体积小、使用方 便等优点。
3.3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
1. 多路开关工作原理
双极型晶体管开关 其工作原理如下： ➢ 设选择第1路模拟信号。则
令通道控制信号UC1= 0， 晶体管T1′截止，集电极为 高电平，晶体管T1导通， 输入信号电压Ui1被选中。
迟时间；
tOFF：选通信号EN达到50%这一点时到开关断开时的
延迟时间；
tOPEN：开关切换时间，即当两个通道均为断开时，
开关从一个通道的接通状态转到另一个通道 的接通状态并达到稳定所用的时间。
3.3.3 多路开关集成芯片 1. 无译码器的多路开关
AD7510芯片:
U SS 1
芯片中无译码器，四个通道 GND 2
T1
+4V T8
-20V
R28
UC8 R18 T8
+4V
绝缘栅场效应管多路开关
3.3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标
1. 多路开关工作原理
Ui1
T1
集成电路开关 工作原理如下：
Ui2
Ui...3
...
Ui15
➢ 设选择第1路信号。则计算机输
出一个4位二进制码，把计数器 Ui16
T2
T3
U0
X (OUT/IN)
}X (IN/OUT)
B A
12 14 15 11 1 5 2 4
X(IN/OUT)
Y(IN/OUT)
3.3.3 多路开关集成芯片 2. 有译码器的多路开关
➢ 同理，当令通道控制信号UC
2= 0 时，则选中第2路模拟
信号， UO = Ui2。
➢… …
VDD
Ui1 模拟信号1
T1
Uo
R21 +15V
UC1 R11
通道选择1
T1
模拟信号8 Ui8 UC8