导通电阻为零的模拟开关
常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍
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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
• 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（NAA2DA715A00 3）
UDD
(+15V)
地
USS
(-15V)
电平转换
译码驱动
... ...
A1 GND
◆ 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。
模拟开关集成电路
THANKS
感谢观看
最大额定值
指在任何条件下，模拟开关的性能参数都不应超过的最大值。
04
模拟开关集成电路的设计与优化
减小导通电阻
总结词
降低导通电阻有助于减小功耗和信号损失。
详细描述
导通电阻是模拟开关集成电路的重要参数之一，减小导通电阻可以有效降低功耗 和信号损失。通过优化材料、结构和工艺，可以减小导通电阻，提高电路性能。
在通信系统中的应用
通信信号选择
模拟开关集成电路可用于通信信号的选择和处理，如频分复用、时 分复用等。
通信信号路由
模拟开关集成电路能够实现通信信号的路由功能，将通信信号从一 个设备传输到另一个设备，如交换机、路由器等。
通信信号调制解调
通过模拟开关集成电路，可以对通信信号进行调制解调处理，如调 频、调相、解调等，以实现信号的传输和接收。
在传感器信号调理中的应用
传感器信号选择
模拟开关集成电路可用于传感器 信号的选择和处理，如温度传感 器、压力传感器、湿度传感器等。
传感器信号路由
模拟开关集成电路能够实现传感 器信号的路由功能，将传感器信 号传输到测量仪表或控制系统。
传感器信号调理
通过模拟开关集成电路，可以对 传感器信号进行调理，如放大、 滤波、偏置等，以改善信号质量 和消除噪声。
模拟开关集成电路
• 模拟开关集成电路概述 • 模拟开关集成电路的基本结构 • 模拟开关集成电路的主要参数 • 模拟开关集成电路的设计与优化 • 模拟开关集成电路的应用实例
01
模拟开关集成电路概述
定义与特点
定义
模拟开关集成电路是一种用于模拟信 号处理的集成电路，能够实现模拟信 号的切换、选择和传输等功能。
高速USB2.0双刀双掷模拟开关电路一、概述
一、概述
MSUSB30 是一款高速、低功耗双刀双掷 USB 模拟开关芯片，其工作电压范 围是+1.8V 至+4.3V。其具有低的码间偏移、高的通道噪声隔离度、大带宽特性。 D+/D-端口具有+5.25V 故障保护，可防止开关与 USB 总线电源短路时损坏器件。
dB
f = 250MHz
测试电路 6, 信号幅
-3dB 带宽
BW
度 0dBm,RL = 50Ω, +25
550
MHz
CL = 5pF
通道间偏差
选择端到公 用 I/O 端的 电荷注入
tSKEW Q
RL = 50Ω, CL = 10pF +25 测试电路 7,
VG = GND, CL = +25
1.0nF, RG = 0Ω,
管脚说明 电源 地
选择端 输出使能
数据端
·功能方框图
高速 USB2.0 双刀双掷模拟开关电路
·功能表
OE
0 0 1
HSD1+
HSD2+
S
HSD1-
HSD2-
0
开启
关断
1
关断
开启
X
关断
关断
二、特性 ·极限参数
输入、电源电压范围 模拟、数字电压范围 数据端最大电流 数据端最大峰值电流 工作温度范围 最大结温 储存温度范围 最大引线温度(焊接, 10s) ESD 电压： 人体模式 机器模式
主要应用范围包括：具有 USB2.0 接口的手持设备和消费电子如手机、数码 相机、笔记本电脑等。
· 特点 1）3V下导通电阻典型值为4.5Ω 2）码间偏移典型值为50ps 3）低工作电压：+1.8V 至 +4.3V 4）开关速度快：
模拟开关使用指南-使用模拟开关必读
可推算出 Cfeed=0.07pF。因此两个系统中开关的 Cfeed 大致相等。所以，虽然音频信号比视频 信号的频率低得多，但是由于前者要求的隔离度比后者高得多，结果造成两个系统需要性能
相当的模拟开关。
现代高速系统需要宽带低电压模拟开关，因此要求ON 反比于栅源电压与门槛电压之差，低电压时 RON 自然会变大。 当然，增大 FETS 管芯面积可以减小 RON，但这却使寄生电容变大，因而，在许多场合，并不 会真正改善开关性能。
最终，我们决定采用如 MAX323 一类的高性能模拟开关。根据其 Cfeed=0.8pF, RLOAD=47K Ω,推导出隔离度=46dB，仍不理想，距要求还有一定距离。不过由于 MAX323 导通电阻平坦 度好，因而信号失真小，该项指标满足要求。
既然负载电阻也是影响开关隔离度的一个主要因素，那么设计者可能会想到采用运放缓 冲模拟开关信号，使开关驱动低阻负载。当模拟开关的负载电阻减小到 470Ω时，隔离度增 加 20dB。但采用运放后，产生了几个新问题。其一是，运放和低阻负载会消耗更多功率。2V 的信号在 100Ω的负载上就要消耗 20mA 电流，这还不包括运放自身消耗的功率。另一个更敏 感问题是，由于负载电阻大大减小，△RON 与负载电阻的比值增大许多，结果产生很大的谐波 失真，大约 10%，这样的开关真可谓低保真系统，产品自然不会有市场。
上式中：VISO=开关隔离度、f=信号频率、RLOAD =负载电阻、Cfeed=馈通电容
通常，产品数据表中不会直接列出 Cfeed 大小，而是给出在某一频率和负载条件下的隔离
度。因此需要通过下式推导 Cfeed：
C FEED
=
1
2π fR LOAD
V ISO
10 20
模拟开关的隔离度、插入损耗和开关时间
模拟开关的隔离度、插⼊损耗和开关时间
同轴开关插⼊损耗与隔离度:
PIN管实际上存在⼀定数值的电抗及损耗电阻，因此同轴开关在导通时衰减不为零，称为同轴开关正向插⼊损耗，同轴开关在断开时其衰减也⾮⽆穷⼤，称为同轴开关隔离度。
⼆者是衡量同轴开关优劣的主要指标，⼀般希望同轴开关的插⼊损耗⼩，且同轴开关隔离度⼤。
同轴开关开关时间:
由于同轴开关电荷的存贮效应，PIN管同轴开关从截⽌转变为导通状态，以及从导通状态转变为截⽌状态都需要⼀个过程，这个过程所需的时间为同轴开关时间。
脉冲控制信号⽤曲线a表⽰，受控微波脉冲包络⽤曲线b表⽰，“开通延时”为控制脉冲90%到受控微波脉冲包络10%所需时间；“同轴开关开通时间”为受控微波脉冲包络从10%到90%所需时间，也叫“上升沿”；“关断延时”为控制脉冲的10%到受控微波脉冲包络的90%所需时间，“同轴开关关断时间”为受控微波脉冲包络从90%到10%所需时间，也叫“下降沿“。
⼀般来讲，“开通延时”及“同轴开关关断延时”主要取决于驱动器电路，⽽“上升沿”和“下降沿”主要取决于PIN管和偏置电路的选择。
同轴开关。
4路模拟开关芯片低内阻
4路模拟开关芯片低内阻随着电子设备的不断发展，对模拟开关芯片的需求也越来越大。
模拟开关芯片作为一种关键的电子元件，广泛应用于通信设备、计算机、消费电子产品等各个领域。
其中，低内阻是模拟开关芯片的重要性能指标之一。
本文将介绍一种具有低内阻的4路模拟开关芯片。
一、模拟开关芯片的基本原理模拟开关芯片是一种能够在模拟信号路径上实现快速切换的电子元件。
它通过控制开关管的通断，从而实现信号的传输或隔离。
模拟开关芯片通常由开关管、控制电路和输出电路等组成。
二、低内阻的意义和应用内阻是指电流通过芯片时所遇到的电阻。
对于模拟开关芯片而言，低内阻意味着在信号传输过程中能够最大程度地减小能量损耗和信号失真。
因此，具有低内阻的模拟开关芯片在信号的放大、切换和传输等方面具有重要的应用价值。
三、4路模拟开关芯片低内阻的实现为了实现低内阻，4路模拟开关芯片采用了一系列的技术手段：1. 优化材料选择：通过选择低电阻材料作为芯片的基础材料，可以降低芯片的内阻。
同时，优化电路结构和布局，减小电流通路的长度和阻抗。
2. 优化晶体管设计：晶体管作为模拟开关芯片的核心组件，对内阻的影响非常大。
通过优化晶体管的结构设计和工艺制造，可以减小晶体管的导通电阻和开关电阻，从而降低整体内阻。
3. 优化控制电路：控制电路对模拟开关芯片的性能也有重要影响。
优化控制电路的设计，可以提高开关的响应速度和稳定性，进一步降低内阻。
4. 优化输出电路：输出电路在信号传输过程中承担着重要的角色。
通过优化输出电路的设计，提高其驱动能力和信号质量，可以减小信号在传输过程中的能量损耗和失真，进而降低内阻。
通过以上的优化手段，4路模拟开关芯片的内阻得到了有效降低，使得信号传输更加稳定和可靠。
四、4路模拟开关芯片低内阻的应用场景具有低内阻的4路模拟开关芯片在各种电子设备中有着广泛的应用。
以下是几个应用场景的例子：1. 通信设备：在无线通信基站中，模拟开关芯片通常用于信号的选择和切换。
模拟开关芯片ET3157
1.65-1.95 2.3-2.7 3.0-3.5
4.5-5.5
1.65-1.95
图 2 ， CL=50pF ， 2.3-2.7
RL=600Ω
3.0-3.5
4.5-5.5
图 3， CL=0.1nF， VGEN= 0V ， RGEN= 0Ω 图 4，RL=50Ω，f= 10MHz
5.0 3.3 1.65-5.5
管脚排列图
管脚说明
管脚 A，B0，B1
Select VCC GND
顶视图
I/O I/O I － －
1/8
功能 数据端口 控制选择
电源端 地
Rev 2.0 2009-04-16
ET3157
功能说明
Select 输入端 L H
功能 B0 连接到 A B1 连接到 A
极限参数
参数
符号
范围
单位
电源电压
VCC
3
释 3）（注释 7） IA=-8mA 0≤VBn≤VCC
2.3
IA=-4mA 0≤VBn≤VCC
1.65
7.0 Ω 12 Ω
15 Ω 9.0 Ω 20 Ω 12 Ω 30 Ω 20 Ω 50 Ω
25 Ω
50 Ω
100 Ω
300 Ω
∆RON 通 道 间 导 通
IA=-30mA
4.5
0.15
Ω
Rev 2.0 2009-04-16 3/8
VCC
1.65
Select 端输入电压
VIN
0
开关端输入电压
VIN
0
输出电压
VOUT
0
工作温度
TA
-55
输入上升和下降时间
3.2 模拟信号的调理
2.2 模拟量输入通道传感器输出的信号不可避免地包含杂波信号，幅度也不一定适合直接进行模数（A/D）转换，需要将传感器输出的信号进行调理，完成滤波、幅度变换等调理功能的电路称为信号调理电路，一般由放大器、滤波器等组成。
调理后的信号经采样/保持电路和模数转换电路转移为数字信号后可送入微处理器进行处理。
将实际存在的电压、电流、声音、图像、温度、压力等连续变化的模拟信号进行放大、滤波、调理等处理，将其转换成计算机能接收的逻辑信号的电路称为模拟量输入通道。
从被转换模拟信号的数量及要求看，模拟量输入通道有单通道结构和多通道结构两种。
1、单通道结构当被测信号只有一路时采用单通道结构。
图2-2所示为带采样/保持器（S/H）的单通道结构，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
传感器输出的信号进入信号调理电路进行滤波、放大等处理后，通过采样/保持器送入A/D转换器，转换为数字信号后进入CPU。
当被转换信号为直流或低频模拟信号时，可将图2-2中的S/H部分去掉。
图2-2 单通道结构2、多通道结构当被测信号有多路时采用多通道结构。
多通道结构分为并行结构和共享结构。
（1）多通道并行结构如图2-3所示，每个通道都带S/H和A/D转换器。
信号调理电路输出的模拟信号A1～An分别进入彼此独立的通道，各通道的S/H和A/D转换器可同步进行，即各通道可同时进行转换，常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转移速率系统。
该结构的优点是速度快，缺点是成本高、体积与功耗大。
图2-3 多通道并行结构（2）多通道共享结构为充分利用元器件的性能，提高性价比，当被测信号有多路时可利用多路转换开关使多个被测信号公用一部分电路。
当各路模拟输入信号不需要同时获取时，可选用如图2-3所示的共享S/H和A/D的多通道结构。
多路模拟信号A1～An通过多选一模拟多路开关（MUX）后，被分时采样，占用CPU 资源较少，尤其适合同一信号不同量程的A/D转换。
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一导通电阻为零的模拟开关一
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对于一个理想的模拟开
关它的导通电阻R口二应
为零关断电阻凡。为无穷大但在实际器件中总存
在着一定的导通电阻和关断电阻如CC406B型四双
向模拟开关导通电阻凡,大约在209至
1
009
左
右由于这个电阻的存在使开关
的
输出电压不等于
输入电压在输出端产生了误差在精度要求比较高
的电路中这种误差是不能忽视的本文介绍一种
比
较可行的电路可使导通电阻趋向于
零
模拟开关在导通时的等效电路如图1所示图中
R
夕
即模拟开关的导通电阻由于凡的
存在使输
出
电
压不等于输入
电
压即
矛尸
5
匕
一
,
.
尸
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&
匕
一,
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}
瓦
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不
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1
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、
上
口
R
r
”
一犷,瓦万可吸
犷‘
爪
K
图
4
工
“
成一个单刀单掷导通电阻RoN为零的模拟开关
开
关导通电阻场作为运算放大器的闭环回路开
关
导
通时的等效电路如图5所示此时矶尽。和S;闭合
V‘通过S‘传送到开关的输出端输出端又经5
1
反
馈
图
1
图
2
模拟开关在接通时若输入端采用电流源与供电如
图2所示则
输出
电压与
R
:
的
大
小
无关
即
V
。一Z召
R
劲
但这个电流源不太
容
易
实现
图
3
减小R,的一个常用而又比较简单的方法是在电
路中加一个电压跟随器而输入端仍采用电压源如
图
3
所示这个电路在开关导通时
对输入端来说
呈
现
高阻抗而输出阻抗极低并且输出电压能精确
地
反
映
输入电压的变化其输
出电
压V。为
V。~V
士V,
士I
B
凡
式中Vos为集成运算放大器
的失调
电压
;
Ia为集成运
算放大器的偏置电流但是这个简单的电
路
存
在着
某
些不足在开关断开时开关接点与
运算放大器的输入
端断开运算放大器对电路中的噪声和串扰
的
反
映
比
仅用丑时要灵敏得多对输出
端产生不良影响另
外此刻由于运算放大器的输入悬空运算放大
器的输
出龟压或为正电源电压或为负电源电氏在负载上产生了产重的电庄偏移甲4所示电路是二个比较理想的电路电路由集成运算放大器摊24和四双向模拟开关CC4066B组图5到运算放大器的反相输人端运算放大器驱动开关输出使输出电压等于输入电压当开关断开时只有泞,接通可以防止运算放大器进人饱和状态使负载上的电压不产生偏移在应用时负载电流不能超过运算放大器或模拟开关的电流输出能力本电路在实验中与单个模拟开关作过比较传输线性度有很大提高当输入信号幅值为士SV频率为IkH“负载电阻为2k9时输出电压的非线性为015%左右勺尸勺初r女尸等离子体显示器新结构美国研制成功的新型等离子体显示器力一三个电极并都与每个氰素连接其中两个电极在XY矩阵中对象素寻址第三个电极能产生16kHz的脉冲使显示器里的氢氖气体持续发光按此种排列寻址所需驱动电流仅为一般两电极平面显示板的十分之
一
、
该器
件在制造过程中
应用了薄膜和厚膜工艺
因
此发光效率高耗电小寿命延长到4万小时
以
上同
时
也降低了生产成本(陈善海
编译
)
(
砧
6
)
一
吕7
一