模擬開(kāi)關(guān)

模擬開(kāi)關(guān)和多路轉(zhuǎn)換器的作用主要是用于信號(hào)的切換。目前集成模擬電子開(kāi)關(guān)在小信號(hào)領(lǐng)域已成為主導(dǎo)產(chǎn)品，與以往的機(jī)械觸點(diǎn)式電子開(kāi)關(guān)相比，集成電子開(kāi)關(guān)有許多優(yōu)點(diǎn)，例如切換速率快、無(wú)抖動(dòng)、耗電省、體積小、工作可靠且容易控制等。但也有若干缺點(diǎn)，如導(dǎo)通電阻較大，輸入電流容量有限，動(dòng)態(tài)范圍小等。因而集成模擬開(kāi)關(guān)主要使用在高速切換、要求系統(tǒng)體積小的場(chǎng)合。在較低的頻段上f<10MHz），集成模擬開(kāi)關(guān)通常采用CMOS工藝制成：而在較高的頻段上（f>10MHz），則廣泛采用雙極型晶體管工藝。  

如何選擇模擬開(kāi)關(guān)

選擇開(kāi)關(guān)時(shí)需考察以下指標(biāo)：

通道數(shù)量　集成模擬開(kāi)關(guān)通常包括多個(gè)通道。通道數(shù)量對(duì)傳輸信號(hào)的精度和開(kāi)關(guān)切換速率有直接的影響，通道數(shù)越多，寄生電容和泄漏電流就越大。因?yàn)楫?dāng)選通一路時(shí)，其它阻斷的通道并不是完全斷開(kāi)，而是處于高阻狀態(tài)，會(huì)對(duì)導(dǎo)通通道產(chǎn)生泄漏電流，通道越多，漏電流越大，通道之間的干擾也越強(qiáng)。

泄漏電流　一個(gè)理想的開(kāi)關(guān)要求導(dǎo)通時(shí)電阻為零，斷開(kāi)時(shí)電阻趨于無(wú)限大，漏電流為零。而實(shí)際開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)為高阻狀態(tài)，漏電流不為零，常規(guī)的CMOS漏電流約1nA。如果信號(hào)源內(nèi)阻很高，傳輸信號(hào)是電流量，就特別需要考慮模擬開(kāi)關(guān)的泄漏電流，一般希望泄漏電流越小越好。

導(dǎo)通電阻 導(dǎo)通電阻的平坦度與導(dǎo)通電阻一致性　導(dǎo)通電阻會(huì)損失信號(hào)，使精度降低，尤其是當(dāng)開(kāi)關(guān)串聯(lián)的負(fù)載為低阻抗時(shí)損失更大。應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇導(dǎo)通電阻足夠低的開(kāi)關(guān)。必須注意，導(dǎo)通電阻的值與電源電壓有直接關(guān)系，通常電源電壓越大，導(dǎo)通電阻就越小，而且導(dǎo)通電阻和泄漏電流是矛盾的。要求導(dǎo)通電阻小，則應(yīng)擴(kuò)大溝道，結(jié)果會(huì)使泄漏電流增大。導(dǎo)通電阻隨輸入電壓的變化會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，導(dǎo)通電阻平坦度是指在限定的輸入電壓范圍內(nèi)，導(dǎo)通電阻的最大起伏值△RON=△RONMAX—△RONMIN。它表明導(dǎo)通電阻的平坦程度，△RON應(yīng)該越小越好。導(dǎo)通電阻一致性代表各通道導(dǎo)通電阻的差值，導(dǎo)通電阻的一致性越好，系統(tǒng)在采集各路信號(hào)時(shí)由開(kāi)關(guān)引起的誤差也就越小。

開(kāi)關(guān)速度　指開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)的速度。通常用接通時(shí)間TON和斷開(kāi)時(shí)間TOFF表示。對(duì)于需要傳輸快變化信號(hào)的場(chǎng)合，要求模擬開(kāi)關(guān)的切換速度高，同時(shí)還應(yīng)該考慮與后級(jí)采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器的速度相適應(yīng)，從而以最優(yōu)的性能價(jià)格比來(lái)選擇器件。

除上述指標(biāo)外，芯片的電源電壓范圍也是一個(gè)重要參數(shù)，它與開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻和切換速度等有直接關(guān)系，電源電壓越高，切換速度越快，導(dǎo)通電阻越?。ㄈ鐖D1所示）。電源電壓越低，切換速度就會(huì)越慢且導(dǎo)通特性變差。因此對(duì)于3V或5V電壓系統(tǒng)，必須選擇低壓型的器件來(lái)保證系統(tǒng)正常工作。另外，電源電壓還限制了輸入信號(hào)范圍，輸入信號(hào)最大只能到滿(mǎn)電源幅度，如果超過(guò)溝道就會(huì)夾斷。低電壓型的器件通常都是滿(mǎn)電源電壓幅度的，并且采用特殊的工藝來(lái)保證低電壓時(shí)開(kāi)關(guān)具有很低的導(dǎo)通電阻。

MAXIM模擬開(kāi)關(guān)和多路轉(zhuǎn)換器主要特性


高性能通用型多路轉(zhuǎn)換器　從技術(shù)方面看，MAXIM模擬開(kāi)關(guān)和多路轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)普遍具有相當(dāng)高的水平。為保證電路能正常工作，這些器件還提供2000V靜電保護(hù)，輸入通道的過(guò)電壓鉗位和開(kāi)關(guān)的先斷后合能力。先斷后合能力可確保各輸入通道不會(huì)相互短路，保證信號(hào)源和傳感器的安全，而過(guò)壓鉗位保護(hù)電路可防止大信號(hào)進(jìn)入后續(xù)電路。這類(lèi)通用器件包括MAX306-MAX309。對(duì)于要求具有故障保護(hù)能力的系統(tǒng)，MAXIM可提供專(zhuān)用的帶有故障保護(hù)功能的器件。

低電壓模擬開(kāi)關(guān)　為了與后級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器及數(shù)字控制電路相適應(yīng)，MAXIM已開(kāi)發(fā)出大量的3V或5V工作電壓的模擬開(kāi)關(guān)和多路轉(zhuǎn)換器。這些器件都有滿(mǎn)電源幅度的動(dòng)態(tài)范圍，而且有良好的開(kāi)關(guān)特性。包括MAX4626~MAX4628，MAX4514~MAX4517，MAX4614~MAX4616，MAX4501~4504等。必須注意，當(dāng)器件的正電源端V+接至+3V電源時(shí)，邏輯控制引腳 不允許輸入TTL邏輯電平信號(hào)。TTL電平會(huì)越過(guò)+3V，這不符合極限參數(shù)范圍的要求，可能損壞芯片和外電路。

故障保護(hù)型多路轉(zhuǎn)換器　故障保護(hù)型開(kāi)關(guān)電路與CMOS開(kāi)關(guān)不同，采用獨(dú)特的三級(jí)FET串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即N-P-N FET串聯(lián)。當(dāng)輸入信號(hào)的電壓超過(guò)正或負(fù)電源電壓界限時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，漏電流是微安級(jí)的；如果開(kāi)關(guān)的電源沒(méi)有加上，而傳感器或信號(hào)源送來(lái)的信號(hào)仍然接在輸入端，器件也不會(huì)導(dǎo)通。故障保護(hù)開(kāi)關(guān)可對(duì)連續(xù)存在的高電壓提供完全的防護(hù)，保護(hù)傳感器和后級(jí)采集電路的安全。另外，這些器件還可反方向使用，一路輸入八路輸出，接成分配器，并且也提供故障保護(hù)功能和先斷后合功能。包括MAX358/9，MAX368/9，MAX378/9，MAX388/9，故障保護(hù)電壓從€?35V到