关于模拟开关相关基础知识的介绍

模拟     开关   ,是利用JFET或MOS的特性实现控制信号通路的开关,主要用来完成信号链路连接或断开的切换功能。由于它具有功耗低、速度快、无     机械       触点   、体积小和使用寿命长等特点,在各种自动控制系统和电子数码产品中得到了广泛应用。

传统CMOS工艺模拟开关的结构如图1所示。将NMOS与PMOS并联,可使信号在两个方向上同等顺畅地通过。门极用于控制开关的导通和截止,NMOS在Vgs为正的时候导通,在Vgs为负的时侯截止,PMOS则反之。由于PMOS和NMOS的不同特性,导致他们组成的开关具有如下图所示的特性。NMOS和PMOS之间承载信号     电流   的多少由输入与输出电压比决定。由于开关对电流流向不存在选择问题,因而也没有输入端与输出端之分。两个     MOSFET   由内部反相与同相逻辑控制下导通或断开。CMOS开关的好处是轨到轨的动态范围,双向操作,在输入电压变化时,导通     电阻   保持不变。

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静态参数(导通电阻,漏电流,逻辑控制触     发电   平):①导通电阻RON,不同通道导通电阻的差异RON,导通电阻的平坦度     RF   LAT(ON)。

导通电阻会导致信号有损失,尤其是当开关串联的负载为低     阻抗   时损失更大。应用中应根据实际情况选择导通电阻合适的开关。特别需要注意,导通电阻的阻值与电源供电电压有直接关系,通常电源电压越大,导通电阻就越小。

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NMOS管在信号比较低时的导通电阻较小,而PMOS管则在输入信号较高时的导通电阻较小,两个电阻并联后,则在整个信号的有效范围内都比较低。

漏电流Leakage Current :一个理想状态的开关要求导通状态下的电阻为零,断开状态下导通电阻趋于无限大,漏电流为零;而实际上开关断开时为高阻状态,漏电流不为零,常规的CMOS漏电流约1nA左右。开关断开时,漏电流会流入负载,从而引起额外的误差。如果信号源内阻很高,传输信号为直流量,就特别需要考虑模拟开关的漏电流,一般希望漏电流越小越好。

需要注意,如果通过模拟开关前端     电路   的阻抗大则漏电流的影响不容忽略,如果前端电路阻抗较小,则导通电阻的影响就会更大些。

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逻辑控制触发电平VIH,VIL。VIH可以被模拟开关识别成逻辑高电平的最小电平值;VIL可以被模拟开关识别成逻辑低电平的最大电压值。
(责任编辑:fqj)

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