【选型】模拟开关选型时需要关注的参数
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为负的时候截止，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。
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R
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。
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。
②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。
③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。
动态参数（导通\断开时间，传输延迟，电荷注入，管脚电容，最大数据速率，隔离度等）
①Ton/Toff:
开关接收到数字控制管脚的导通或断开信号后，输出真正反映输入信号导通或断开所需要的时间。
②T-break-before-make:
这个指标大部分针对单刀多掷的模拟开关而言的，比如对于一个1:2的模拟开关（SPDT），它的定义是从断开一个开关到打开另一个开关的时间。
③T-make-before-break：
与上面的参数类似，从打开开关到断开另外一个开关的时间。
④切换时间：T transition time：
从一个输入通道切换到另一个输入通道后，输出需要的切换时间。
⑤Tenable/disable time：
输入通道在使能和禁止时，所需要的的时间。
⑥Propagation delay:
信号出现在输入通道后，出现在输出通道的时间差。
⑦电荷注入：
用于衡量模拟开关在进行开和断操作时由于电荷的放电，导致出现在开关输出的毛刺电压。原理是开关导通时，对电容进行充电断开时，储存的电荷进行放电。对源端的放电不会引入误差，而对负载端的放电则会引入误差。显而易见，电荷注入会带来增益误差和直流失调误差。
⑧管脚寄生电容Cs(on),Cd(on),Cs(off),Cd(off),Cin
Cs(on) 导通时输入电容
Cd(on) 导通时输出电容；
Cs(off) 断开时的输入电容；
Cd(off) 断开时的输出电容；
Cin数字控制引脚上的寄生电容。
⑨-3dB带宽 -3dB Bandwidth：
开关导通时，增益衰减3dB的时候，可导通信号的频率被定义为带宽。
⑩隔离度Off Isolation：
当开关断开时，理想状态下，输出不应出现输入信号，实际上在输出会有与输入信号频率一样的信号，这是由于输入输出间的寄生电容引起的。隔离度参数越大越好，表示输出端耦合过去的信号越小。
⑪串扰Crosstalk：
对于2:1的复用器，当其中通道1导通时，通道2上会耦合出通道1的信号，Crosstalk用于衡量耦合信号的大小，参数值越大，表示耦合过去的信号幅值越小。
⑫总谐波失真 Total Harmonic Distort：
一些音频的信号处理对THD要求严格，THD定义为，信号功率与谐波及噪声的dB比值。测试时给开关输入一个正弦波，开关的输出会包含基波以及各次谐波，要注意的是导通电阻的平坦度也会影响THD的指标。
模拟开关应用场景
润石科技深耕细分领域，为不同的应用场景量身打造了多个系列的模拟开关：
①音频类应用
RS2117/RS2118非常适合用于降噪耳机，音箱，KVM、矩阵以及调音台等产品中。在音频系统中，对模拟开关的要求是可以过交流信号，并且需要消除瞬时放电脉冲通过扬声器时引起的POP音。这些瞬时脉冲通常由电源的通、断引起。下图是用RS2118设计的一种消除POP音的电路：
②通讯口扩展
USB接口复用：带宽550MHz模拟开关RS2227/RS2228
SPI接口复用，I2S信号切换：带宽300MHz模拟开关RS2299
③多路信号分时采样
当电路中需要采集的信号量比较多的时候，ADC或者IO口不够用的时候可以使用模拟开关来做端口的扩展。在满足带宽和电源要求的情况下，RS2251/RS2252/RS2254多路复用器可以轻松应对这样的需求。
④耗尽型模拟开关RS550
当降噪耳机的电池电量耗尽时，或者需要控制外部输入的音源直接接入到音源时，可以直接使用耗尽型的模拟开关RS550，不供电下处于闭合导通状态
附：润石科技模拟开关选型树状图
润石科技集研产销于一体，自主研发产品百余种，主要包括运算放大器和比较器、模拟开关、线性稳压器、数据转换、模拟前端、微控制器等，广泛应用于工业控制、医疗电子、仪器仪表、汽车电子等领域。
润石科技将始终秉承“团结协作、自主创新、品质至上、成就客户”的经营理念，不断推出具备更强竞争力和良好市场前景的模拟/混合信号芯片产品，为中国芯崛起提供强劲动力，让润石芯跳动在电子产品世界的每个角落！
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 2
本文由seven转载自润石科技，原文标题为:模拟开关基础及选型，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【选型】可pin-pin替换TI TS3A24159的国产SPDT模拟开关RS2105助力指夹式血氧仪设计，高频性能更好
在指夹式血氧仪设计中，3V电源后会用模拟开关切换红光 LED 和 红外线 LED 灯，分时复用并且调制有一定的频率。不少厂商会选用TI的TS3A24159，但随着国产化和成本压力日益增大，急需一颗国产高性价比替换料。本文重点推荐润石科技SPDT模拟开关RS2105pin-pin替换TI TS3A24159。
【选型】4:1多路复用器模拟开关圣邦微电子SGM48755和润石科技RS2255，可以相互兼容
在现今芯片短缺形势下，为了预防采购问题导致的生产难题，有时需要对重点项目的元器件储备二供。本文对圣邦微4:1多路复用器模拟开关SGM48755和润石RS2255做一个参数对比，说明两者兼容，为设计者提供参考。
【选型】微功耗超小封装双路单刀双掷模拟开关RS2323用于TWS耳机，开关切换速度达50ns
TWS真无线立体声耳机由充电盒，左耳机和右耳机组成。本文推荐润石科技的模拟开关产品RS2323，RS2323是一个双路单刀双掷模拟开关，可以用来处理模拟和数字信号，具有很高的开关切换速度(50ns)及低导通阻抗(0.6欧)。这样可以很快的实现TWS耳机和充电盒上充电端口和通讯端口的切换，并且损耗很小。
【应用】8通道模拟开关RS2251用于扫地机主机电机动作模式切换，关断泄漏电流典型值仅1nA
本文推荐采用润石科技推出的8通道模拟开关RS2251助力扫地机主机动作模式切换。该产品输入电压2.5V到5.5V之间工作，具有低导通电阻（48Ω典型值）和非常低的关断泄漏电流（1nA典型值），保证了低功耗；且具备-3dB带宽：180MHz。
润石科技模拟开关选型表
润石科技为客户提供了一系列的低压模拟开关，包含多种信号范围的单通道和多通道模拟开关产品，具有低导通阻抗（低至0.5Ω）、高速、高性能、小封装、选型丰富等特点
|
产品型号
|
品类
|
CH
|
Type
|
RON(@5V)（Ω）
|
-3dB Bandwidth（MHz）
|
VCC（V）
|
Iq（μA）
|
VINH(@5V)（V）
|
tON(@5V)（ns）
|
tOFF(@5V)（ns）
|
|
RS2101
|
模拟开关
|
1
|
1:2
|
3Ω
|
120MHz
|
1.8V~5.5V
|
1μA
|
0.6V~1.5V
|
29ns
|
17ns
|
选型表 - 润石科技 立即选型
模拟开关能否当负载开关用？
模拟开关能通过的电流通常最大只有几百mA，并且是双向的，而负载开关是单向的，反向不能导通，故要根据实际应用要求来判断是否能用模拟开关代替负载开关。
【产品】用于切换音频电路的双通道单刀双掷模拟开关RS2117/RS2118，单电源供电下能过的负压信号可达-2V
RS2117/RS2118是润石科技的双通道单刀双掷（SPDT）模拟开关，是专门为交流信号设计的带负摆幅的开关，其工作电压为2.5V~5.5V，最大通过信号范围为-2V~VCC，具有＜=1uA的超低功耗，提供QFN-1.4×1.8-10L小封装。
模拟开关的耗电有多大？
模拟开关耗电很小，都是uA级别，大部分都是几个uA。
【应用】模拟开关RS2252XTSS16用于多路电流采集器，可优化PCB板尺寸，导通电阻低至48Ω
为了降低硬件BOM成本，优化PCB板尺寸选择采用模拟开关来做采样通道复用。推荐选择润石科技的模拟开关RS2252XTSS16来进行多路电流采集器的产品设计。RS2252XTSS16具有导通电阻小，开关速度快，静态功耗低等特点，工作温度范围满足工业级的产品设计。
【技术】解析模拟开关的主要参数
模拟开关是电子开关的一种，为了导通（或隔离）模拟信号（包括电压和电流信号）以及支持模拟应用（例如音频和视频数据传输）而设计的。本文中润石科技将为大家解析模拟开关的主要参数。
模拟开关能否切换电流？
模拟开关能通过的电流与导通阻抗相关，通常最大只有几百mA，可以用于通过小电流。
【产品】双向四通道SPDT模拟开关RS2099，导通阻抗典型值为0.6Ω
RS2099是润石科技推出的一款双向4通道单刀双掷（SPDT）模拟开关，有两个控制输入，设计工作电压范围从1.8V到5.5V。该设备也被称为双通道双刀双掷（DPDT）配置。可以处理模拟和数字信号。它具有高带宽（30MHz）和低导通阻抗（0.6Ω典型值）。应用包括信号选通，斩波，调制或解调（调制解调器），以及用于模拟-数字和数字-模拟转换系统的信号多路复用。
润石科技RS2233模拟开关、RS3235线性稳压器、RS4T774电平转换器等产品在电脑中的应用
电脑的类型多种多样，其中最常见的有台式机和笔记本电脑。台式机由于其强大的性能和优异的散热能力，通常被用于需要大量计算和数 据处理的工作场景，如动画制作、科学计算等。而笔记本电脑则以便携性和灵活性为优点，可以满足用户在不同环境下使用电脑的需求。润石科技多款产品可应用在电脑中。
模拟开关通过的信号是否有方向要求？
模拟开关没有方向，信号可以从任一方向接入。
电子商城
现货市场
服务
使用FloTHERM和Smart CFD软件，提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务，热仿真技术团队专业指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压；数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O，温度补偿范围-20~85ºС；模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信，具备多种小型SIP和DIP封装可选择。
提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论