常见器件——模拟开关(2) 性能参数

一、 基本参数

      不同的场景重点要看的参数不一定是哪个,但是这些基本参数是无论哪个场景都需要关注的。

    1. 供电电压VDD、电流IDD

        供电电压范围决定了器件能否用于某些场景,输入电流与功耗有关,低功耗场景也需要关注。

    2. 导通电阻Ron

        导通电阻是非常重要的概念,不同类型的模拟开关导通电阻可能从mΩ到几百Ω不等。例如用来切换不同的热敏电阻或者运放电路中切换不同增益的电阻,这个时候就需要选择小导通电阻的模拟开关,以求尽量不影响原始信号。

    3. 逻辑输入电平VIH和VIL

        逻辑输入电平指的是EN信号或者说是SLE(slect)信号的电平阈值,需要搭配 合适的MCU或CPU的IO电平来控制通断。

    4. VS和VD电压

        即输入和输出信号电压,不同的芯片定义也不一样,有些是可以高于电源电压VDD,有些只能低于电源电压。

     5. IS和ID持续电流

        一些场景下模拟开关可能需要走一定的电流,此时要看开关的最大电流能否支持该场景。

     6. 开启/关闭时间ton/toff 

       使能关断或者开启开关时,受MOS管导通时间的影响会有一段时间的延迟。多通道控制不同信号时,可能需要考虑此延迟的影响。

二、特定场景下参数 

        1. 高速信号

       当模拟开关用于SPI、USB等高速信号时,需要关注一些可能会影响信号质量的参数。     

         ① 带宽BW

       决定信号传输能力,过低会限制数据速率,根据通过信号的频率选择。

         ② 各种寄生电容

        各种寄生电容会导致信号衰减,因此也需要关注这些参数。

        a. CSOFF——当开关关断时源极对地的寄生电容

            CSON——当开关开启时源极对地的寄生电容

        b. CDOFF——当开关关断时漏极对地的寄生电容

            CDON——当开关开启时漏极对地的寄生电容

        ③ 传播延迟(tPD)

        传播延迟过大会引起信号失真和相位误差,特别是USB、HDMI、PCIe、SATA等高速总线,这些总线可能需要ps级别的tPD,因此这种场景需要专用的模拟开关。

        ④ 隔离度(Off-Isolation, ISO)

       多通道时,隔离度越高,未选通的通道的信号越不会干扰选通信号,不同频率的隔离度也不一样。

        ⑤ 通道间串扰 (Channel-to-Channel Crosstalk) 

      相对的,开通的时候通道之间也有相应的串扰,造成不同通道间的信号互相影响。

        ⑥ 插入损耗(Insertion Loss, IL)

        插入损耗过高会削弱信号强度,影响信号完整性。当加上一定的RL时,造成的损耗越小代表效果越好。

        例如这个插入损耗只有-0.12dB,相当于损耗了约3%。

三、后续 

              下篇文章:模拟开关的常见应用场景。  

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