CMOS模拟开关的选择和应用.pdf

CMOS模拟开关的选择和应用CMOS 模拟开关的选择与典型应用

CMOS 模拟开关的选择与典型应用
Maxim 公司北京办事处 魏智 编译 一、前言： 早期的模拟开关大多工作于±20V 的电源电压，导通电阻为几百欧姆，主要用于模拟信 号与数字控制的接口，近几年，集成模拟开关的性能有了很大的提高，它们可工作在非常低 的电源电压，具有较低的导通电阻、微型封装尺寸和极佳的开关特性。被广泛用于测试设备、 通讯产品、PBX/PABX 设备以及多媒体系统等。一些具有低导通电阻和低工作电压的模拟开关 成为机械式继电器的理想替代品。 模拟开关的使用方法比较简单，但在具体应用中应根据实际用途做合理的选择。本文主 要介绍模拟开关的基本特性和几种特殊模拟开关的典型应用。 二、正确选择 CMOS 开关： 1、导通电阻：传统模拟开关的结构如图 1 所示，它由 N 沟道 MOSFET 与 P 沟道 MOSFET 并联 构成，可使信号双向传输，如果将不同 VIN 值所对应的 P 沟道 MOSFET 与 N 沟道 MOSFET 的导 通电阻并联，可得到图 2 并联结构下导通电阻（RON）随输入电压（VIN）的变化关系，如果不 考虑温度、电源电压的影响，RON 随 VIN 呈线性关系，将导致插入损耗的变化，使模拟开关产 生总谐波失真（THD） ，这是设计人员所不希望的，如何将 RON 随 VIN 的变化量降至最小也是设 计新一代模拟开关所面临的一个关键问题。

另外，导通电阻还与开关的供电电压有关，由 图 3 可以看出：RON 随着电源电压的减小而增大，当 MAX4601 的电源电压为 5V 时，最大 RON 为 8Ω；当电 源电压为 12V 时，最大 RON 为 3Ω；电源电压为 24V 时，最大 RON 仅为 2.5Ω。RON 的存在会使信号电压产 生跌落，跌落量与流过开关的电流成正比，对于适 当的电流这一跌落量在系统容许的误差