常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍 共62页

组会报告
专业：电子与通信工程 姓名：张威威
2019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
一、模拟开关的电路组成及工作原理
模拟开关，英文名Analog switches；主要是完成 信号链路中的信号切换功能。采用MOS管的开关方式 实现了对信号链路关断或者打开；由于其功能类似于 开关，而用模拟器件的特性实现，成为模拟开关。
注意：
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。
单八路模拟开关CD4051
• 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。 • CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位
二、常用的CMOS模拟开关集成电路
在模拟开关的集成过程中，晶体三极管和场效应 晶体管均可用来做模拟开关的有源器件，实际上，由 于场效应晶体管特性的对称性不存在残余电压等优点， 所以在模拟开关中用的最多的还是场效应晶体管。
• 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。
当选通Ｅ为1时，而输入端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，也相当于输入端和输出端接通。
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；当输入端Ａ为低电平时，模拟开关关闭，停止传 送信息。
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。
⑵ AD7502
UDD
(+15V)
地
USS
(-15V)
EN A1 A0
电平转换 译码驱动
...
...
OUT S1 S4 S5 S8 OUT
CD4051引脚功能图
UDD 16
(+15V)
INH C
6
9
BA
10
11
电平转换
地8
译码驱动
UEE 7
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。
• 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. 无译码器的多路开关
开关类型： TL182C，AD7510，AD7511，AD7512等。
U SS 1 GND 2
A1 3 A2 4 A3 5 A4 6 NC 7 U DD 8
• 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。
CD4066引脚功能图
2. 有译码器的多路开关
⑴AD750E1（N AA2DA71 5A00 3）
UDD
(+15V)
地
USS
(-15V)
电平转换
译码驱动
... ...
OUT
A1 GND
EN A2 S8 S7 S6 S5
1
16
2
15
3
14
AD
4 7501 13
5
12
6
11
7
10
8
Hale Waihona Puke 9A0 USS UDD S1 OUT S2 S3 S4
S1
S8
图3.7 AD7501（AD7503）芯片结构及引脚功能
片上所有逻辑输入与TTL／DTL及CMOS 电路兼容。
表3.1 AD7501真值表
A2
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。
当巡回检测点较多时，控制复杂。
四双向模拟开关CD4066
• CD4066的每个封装内部有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，导通电 阻为几十欧姆；当控制端加低电平时开关 截止呈现很高的阻抗，可以看成为开路。
16 S 1 15 D 1 14 S 2 13 D 2 12 S 3 11 D 3 10 S 4 9 D4
芯片中无译码 器，四个通道开关 都有各自的控制端。
图3.6 AD7510芯片
防闩锁型介质隔离CMOS开关，可提供最高超出电源电 压 ±25 V 的 过 压 保 护 , 低 导 通 电 阻 75Ω ， 低 泄 漏 电 流
A1 GND
EN (5～8)OUT
S8 S7 S6 S5
1
16
2
15
3
14
4 AD 13
5
7502
12
6
11
7
10
8
9
图3.8 AD7502芯片结构及引脚功能
A0
USS UDD S1 OUT(1～4)
S2 S3 S4
表3.2 AD7502真值表
A1
A0
EN
接通通道
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
×
×
0
1和5 2和6 3和7 4和8 无
移时使用，从而使得通常在单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。
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，则不管输入端电平如何，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。