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常見器件——模擬開關(2) 性能參數

一、 基本參數

      不同的場景重點要看的參數不一定是哪個,但是這些基本參數是無論哪個場景都需要關注的。

    1. 供電電壓VDD、電流IDD

        供電電壓范圍決定了器件能否用于某些場景,輸入電流與功耗有關,低功耗場景也需要關注。

    2. 導通電阻Ron

        導通電阻是非常重要的概念,不同類型的模擬開關導通電阻可能從mΩ到幾百Ω不等。例如用來切換不同的熱敏電阻或者運放電路中切換不同增益的電阻,這個時候就需要選擇小導通電阻的模擬開關,以求盡量不影響原始信號。

    3. 邏輯輸入電平VIH和VIL

        邏輯輸入電平指的是EN信號或者說是SLE(slect)信號的電平閾值,需要搭配 合適的MCU或CPU的IO電平來控制通斷。

    4. VS和VD電壓

        即輸入和輸出信號電壓,不同的芯片定義也不一樣,有些是可以高于電源電壓VDD,有些只能低于電源電壓。

     5. IS和ID持續電流

        一些場景下模擬開關可能需要走一定的電流,此時要看開關的最大電流能否支持該場景。

     6. 開啟/關閉時間ton/toff 

       使能關斷或者開啟開關時,受MOS管導通時間的影響會有一段時間的延遲。多通道控制不同信號時,可能需要考慮此延遲的影響。

二、特定場景下參數 

        1. 高速信號

       當模擬開關用于SPI、USB等高速信號時,需要關注一些可能會影響信號質量的參數。     

         ① 帶寬BW

       決定信號傳輸能力,過低會限制數據速率,根據通過信號的頻率選擇。

         ② 各種寄生電容

        各種寄生電容會導致信號衰減,因此也需要關注這些參數。

        a. CSOFF——當開關關斷時源極對地的寄生電容

            CSON——當開關開啟時源極對地的寄生電容

        b. CDOFF——當開關關斷時漏極對地的寄生電容

            CDON——當開關開啟時漏極對地的寄生電容

        ③ 傳播延遲(tPD)

        傳播延遲過大會引起信號失真和相位誤差,特別是USB、HDMI、PCIe、SATA等高速總線,這些總線可能需要ps級別的tPD,因此這種場景需要專用的模擬開關。

        ④ 隔離度(Off-Isolation, ISO)

       多通道時,隔離度越高,未選通的通道的信號越不會干擾選通信號,不同頻率的隔離度也不一樣。

        ⑤ 通道間串擾 (Channel-to-Channel Crosstalk) 

      相對的,開通的時候通道之間也有相應的串擾,造成不同通道間的信號互相影響。

        ⑥ 插入損耗(Insertion Loss, IL)

        插入損耗過高會削弱信號強度,影響信號完整性。當加上一定的RL時,造成的損耗越小代表效果越好。

        例如這個插入損耗只有-0.12dB,相當于損耗了約3%。

三、后續 

              下篇文章:模擬開關的常見應用場景。  

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