如何選擇模擬開(kāi)關(guān)

標(biāo)簽：模擬 電子 IT 電路

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f10MHz)，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。

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)通電阻越小。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。