MOS模拟开关

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mos开关电路原理图

mos开关电路原理图MOS开关电路原理图。

MOS开关电路是一种常用的电子电路，它具有高速开关和低功耗的特点，广泛应用于数字电路、模拟电路和功率电子领域。

本文将介绍MOS开关电路的原理图及其工作原理。

MOS开关电路由MOS管组成，MOS管是一种场效应晶体管，由金属氧化物半导体构成。

MOS管有N沟道型和P沟道型之分，分别用于NMOS和PMOS开关电路。

NMOS开关电路的原理图如下图所示：[图1，NMOS开关电路原理图]在NMOS开关电路中，当输入端施加高电平时，MOS管导通，输出端接地；当输入端施加低电平时，MOS管截止，输出端高阻。

PMOS开关电路的原理图如下图所示：[图2，PMOS开关电路原理图]在PMOS开关电路中，当输入端施加低电平时，MOS管导通，输出端接地；当输入端施加高电平时，MOS管截止，输出端高阻。

MOS开关电路的工作原理是基于MOS管的导通特性。

当MOS管的栅极施加一定电压时，形成电场，使得沟道导电。

通过控制栅极电压，可以实现MOS管的导通和截止，从而实现开关功能。

MOS开关电路具有高速开关和低功耗的特点，适用于数字信号处理、模拟信号开关和功率控制等领域。

在数字电路中，MOS开关电路可以实现逻辑门、触发器和寄存器等功能；在模拟电路中，MOS开关电路可以实现信号开关、模拟开关和运算放大器等功能；在功率电子领域，MOS开关电路可以实现电源开关、逆变器和变换器等功能。

总之，MOS开关电路是一种功能强大的电子电路，具有广泛的应用前景。

通过合理设计和优化，可以实现高性能、低功耗的电子系统。

希望本文对MOS开关电路的原理和应用有所帮助，谢谢阅读！。

基于CMOS模拟开关实现平衡混频器

ｃａｃｒｔｆｏｐｗｅｃｎｕｔｎａｄｈｄｇｅｆｉｅｒＴｅｘｒｄｘｓｒｍｅｓｒｄａｄａａｚｄａｔｅｅｄＴｅｔｔｈｒｔｉｃｏｗｏｒｏｓｍｐｉｉｅｒｅａ．ｈｅｉｅｅａａｅｎｌｅｔｈｎ．ｈｓａｅｓｉｌｏｎ曲ｏｌｎｍｉｎｅｕｎｙｅ
Ｐｄｏｒｓｏｏｔｓｂｖ３Ｂｗｈｎｔｅｐｗｅｐ￣ｖｌｇ．ｎｕｒｎｏｓｍｔｎｉｌｓｈ０ｄｌＢｃｍｐｅｉｐｉｏｅ１ｄｍｅｏｒｕｐｏｔｅｉｉ３３ａｄｃｒｔｎｕｐｏｓｔａ１ｍＡａｓｎｎｉａｈｓａｓｎＶｅｃｉｓｅｎｎ
中图分类号：Ｔ９１８文献标识码：Ａ文章编号：０８１３（０２１ — ０３Ｎ１．１０ — ７９２１）５７－
ＤｅｉｎｏｌｎｅｉｅｓｄｏｓｇｆＢａａｃｄＭｘｒＢａｅｎＣＭＯＳＡｎｌｇＳｔｈａｏｗｉｃ
技术论坛
７０计算机与网络创新生活
基于ＣＭＯＳ模拟开关实现平衡混频器
王迎栋孙明杰
（中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄００８）５０１
【要】详细介绍了有源单平衡混频器的电路组成，摘分析了有源平衡混频器的工作原理。基于ＣＭＯＳ模拟开关设计实现了一种（低功耗、高线性度的）关平衡混频器，开最后对混频器的指标进行了测量和分析。测试结果表明（３在．３Ｖ电源电压下，

模拟开关和多路复用器基本知识

PMOS NMOSALTERNATE SYMBOLS图1：MOSFET开关导通电阻与信号电压之间的关系工艺(CMOS)可以产出优异的P沟道和N沟道MOSFET。

并联连接器件，结果会形成如图2所示的基本双向CMOS开关。

这种组合有利于减少导通电阻，同时也可能产生随信号电压变化小得多的电阻。

SWITCHDRIVERSWITCH图2：基础CMOS 开关用互补对来减少信号摆幅引起的R ON 变化COMBINED TRANSFERFUNCTION图3：CMOS 开关导通电阻与信号电压之间的关系展示的是N 型和P 型器件的导通电阻随通道电压的变化。

这种非线性电阻可能给直流精度和交流失真带来误差。

双向CMOS 开关可以解决这个问题。

导通电阻大幅降低，线性度也得到了提升。

图3底部曲线展示的是改进后的开关导通电阻特性的平坦度。

ADG8xx 系列CMOS 开关是专门针对导通电阻低于0.5 Ω的应用而设计的，采用亚微米工艺制成。

这些器件可以传导最高400 mA 的电流，采用1.8 V 至5.5 V 单电源供电(具体视器件而定)，额定扩展工作温度范围为–40°C 至+125°C 。

典型的导通电阻与温度和输入信号电平之间的关系如图4所示。

图5：两个相邻CMOS开关的等效电路：影响导通开关条件下直流性能的因素：RON 、RLOADLeakage current creates error voltage at V OUT equal to: V OUT= I LKG×R LOAD图7：影响关断开关条件下直流性能的因素：ILKG 和R当开关断开时，漏电流可能引起误差，如图7所示。

流过负载电阻的漏电流会在输出端产生一个对应的电压误差。

图8：动态性能考虑：传输精度与频率的关系会在传递函数A(s)的分子中形成一个零点。

该零通常出现在高频下，因在等效电路中，CDS和负载电容的函数。

该频率极点为开关导通电阻很小。

常用模拟开关芯片型号与功能和应用介绍-PPT精选文档

无
注意：
AD7501，AD7502，AD7503 芯片都是单向多到
一的多路开关，即信号只允许从多个 (8个) 输入端向
一个输出端传送。
单八路模拟开关CD4051
• CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。
当选通Ｅ为 1 时，而输入端Ａ为０时，则 S2 端为 1 ， S1端为０，这时ＶＴ1截止，VT2导通，输出端Ｂ为０，Ａ＝Ｂ，也相当于输入端和输出端接通。当选通端Ｅ为０时，这时ＶＴ1和ＶＴ2均为截止状态，电路输出呈高阻状态。从上面的分析可以看出，只有当选通端Ｅ为高电平时，模拟开关才会被接通，此时可从Ａ向Ｂ传送信息；当输入端Ａ为低电平时，模拟开关关闭，停止传送信息。
AD 7501
14 13 12 11 10 9
... ...
S1 S8
图3.7 AD7501（AD7503）芯片结构及引脚功能
片上所有逻辑输入与TTL／DTL及CMOS 电路兼容。
表3.1 AD7501真值表
A2
0 0 0 0 1 1 1 1 ×
A1
0 0 1 1 0 0 1 1 ×
A0
0 1 0 1 0 1 0 1 ×
二、常用的CMOS模拟开关集成电路
在模拟开关的集成过程中，晶体三极管和场效应晶体管均可用来做模拟开关的有源器件，实际上，由于场效应晶体管特性的对称性不存在残余电压等优点，所以在模拟开关中用的最多的还是场效应晶体管。 • 开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器，当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时，继电器就吸合或释放，其触点接通或断开电路。 • CMOS模拟开关是一种可控开关，它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合，只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

模拟开关电路介绍

模拟开关是一种三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输人端与输出端的状态。

当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输人端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输人端电平如何，输出端都呈高阻状态。

模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。

由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。

一、模拟开关的电路组成及工作原理模拟开关电路由两个或非门、两个场效应管及一个非门组成，如图一所示。

模拟开关的真值表见表一。

表一模拟开关的工作原理如下：当选通端Ｅ和输人端Ａ同为1时，则S2端为０，Ｓ1端为１，这时ＶＴ1导通，ＶＴ2截止，输出端Ｂ输出为１，Ａ=Ｂ，相当于输入端和输出端接通。

当选通Ｅ为0时，而输人端Ａ为０时，则S2端为1，S1端为０，这时ＶＴ1截止，VT2导通，输出端Ｂ为０，Ａ＝Ｂ，也相当于输人端和输出端接通。

当选通端Ｅ为０时，这时ＶＴ1和ＶＴ2均为截止状态，电路输出呈高阻状态。

从上面的分析可以看出，只有当选通端Ｅ为高电平时，模拟开关才会被接通，此时可从Ａ向Ｂ传送信息；当输人端Ａ为低电平时，模拟开关关闭，停止传送信息。

二、常用的ＣＭＯＳ模拟开关集成电路根据电路的特性和集成度的不同，ＭＯＳ模拟开关集成电路可分为很多种类。

现将常用的模拟开关集成电路的型号、名称及特性列入表二中。

表二常用的模拟开关三、CD4066模拟开关集成电路的应用举例CD4066是一种双向模拟开关，在集成电路内有４个独立的能控制数字及模拟信号传送的模拟开关。

每个开关有一个输人端和一个输出端，它们可以互换使用，还有一个选通端（又称控制端），当选通端为高电平时，开关导通；当选通端为低电平时，开关截止。

使用时选通端是不允许悬空的。

下面介绍CD4066模拟开关的两个应用实例。

1．采样信号保持电路采样信号保持电路如图二所示。

图二采样信号保持电路模拟信号Ｕi从运算放大器的同相输人端输人。

CMOS集成模拟开关的选用及工程设计中的一些问题

主要目标
２５０
ＰＣＨＡＮＮＥＬ－
１０９８
ＰＣＩＡＮ￣ＥＬ－ＩＪ
Ｉ
２００１０５
Ｚ
／
、
，、
＝Ｖ；
７６
５
ａ
ｊ｛，
０
ｌ００
ｌ
－＿－一
、／＼
—
● ｝＿
体积小和使用寿命长等特点。它是按时间分割方式在多路输入信号中选通１到输出端的路器件。同时，由于它具有双向特性，可将输入、输出端互换，即将输入端信号分配到某一
输出端。所以Ｎ选ｌ路模拟开关，也可以用作ｌ到Ｎ的多路模拟分配器。多路模拟开多关分为２选ｌ、４选ｌ、８选ｌ６选ｌ等类型。它们的结构与原理相似，是路数不同。、ｌ只作为数字与模拟不同信息相互连通的接口器件。ＣＳ集成模拟开关被广泛应用在各种电ＭＯ子系统中。近年来，ＣＳ集成模拟开关已经提供了更好的开关特性，更低的供电电压和ＭＯ更小的封装形式，为用户提供了更好的性能和更多的功能选择。实际使用ＣＳ集成模ＭＯ拟开关时，应根据具体用途做出合理选择，并依据其电特性，增设各种保护措施，合理设
Ｏ八一科技
ＣＭｏＳ集成模拟开关的选用及工程设计中的一些问题
２７
是衡量模拟开关性能的一个重要指标。模拟开关的导通电阻ＲＮ为两个ＭＯＦＴ导通电ＯＳＥ阻的并联值。

模拟开关使用指南-使用模拟开关必读

可推算出 Cfeed=0.07pF。因此两个系统中开关的 Cfeed 大致相等。所以，虽然音频信号比视频信号的频率低得多，但是由于前者要求的隔离度比后者高得多，结果造成两个系统需要性能
相当的模拟开关。
现代高速系统需要宽带低电压模拟开关，因此要求ON 反比于栅源电压与门槛电压之差，低电压时 RON 自然会变大。当然，增大 FETS 管芯面积可以减小 RON，但这却使寄生电容变大，因而，在许多场合，并不会真正改善开关性能。
最终，我们决定采用如 MAX323 一类的高性能模拟开关。根据其 Cfeed=0.8pF, RLOAD=47K Ω,推导出隔离度=46dB，仍不理想，距要求还有一定距离。不过由于 MAX323 导通电阻平坦度好，因而信号失真小，该项指标满足要求。
既然负载电阻也是影响开关隔离度的一个主要因素，那么设计者可能会想到采用运放缓冲模拟开关信号，使开关驱动低阻负载。当模拟开关的负载电阻减小到 470Ω时，隔离度增加 20dB。但采用运放后，产生了几个新问题。其一是，运放和低阻负载会消耗更多功率。2V 的信号在 100Ω的负载上就要消耗 20mA 电流，这还不包括运放自身消耗的功率。另一个更敏感问题是，由于负载电阻大大减小，△RON 与负载电阻的比值增大许多，结果产生很大的谐波失真，大约 10%，这样的开关真可谓低保真系统，产品自然不会有市场。
上式中：VISO=开关隔离度、f=信号频率、RLOAD =负载电阻、Cfeed=馈通电容
通常，产品数据表中不会直接列出 Cfeed 大小，而是给出在某一频率和负载条件下的隔离
度。因此需要通过下式推导 Cfeed：
C FEED
=
1
2π fR LOAD
V ISO
10 20

ADG408、409(模拟开关)

REV.AInformation furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices.aLC 2MOS 4-/8-ChannelHigh Performance Analog MultiplexersADG408/ADG409FEATURES44 V Supply Maximum Ratings V SS to V DD Analog Signal Range Low On Resistance (100 ⍀ max)Low Power (I SUPPLY < 75 ␮A)Fast SwitchingBreak-Before-Make Switching Action Plug-in Replacement for DG408/DG409APPLICATIONSAudio and Video Routing Automatic Test Equipment Data Acquisition Systems Battery Powered Systems Sample and Hold Systems Communication Systems GENERAL DESCRIPTIONThe ADG408 and ADG409 are monolithic CMOS analogmultiplexers comprising eight single channels and four differen-tial channels respectively. The ADG408 switches one of eight inputs to a common output as determined by the 3-bit binary address lines A0, A1 and A2. The ADG409 switches one of four differential inputs to a common differential output as deter-mined by the 2-bit binary address lines A0 and A1. An EN input on both devices is used to enable or disable the device.When disabled, all channels are switched OFF.The ADG408/ADG409 are designed on an enhanced LC 2MOS process which provides low power dissipation yet gives high switching speed and low on resistance. Each channel conducts equally well in both directions when ON and has an input signal range that extends to the supplies. In the OFF condition, signal levels up to the supplies are blocked. All channels exhibit break-before-make switching action, preventing momentary shorting when switching channels. Inherent in the design is low charge injection for minimum transients when switching the digital inputs.The ADG408/ADG409 are improved replacements for the DG408/DG409 Analog Multiplexers.PRODUCT HIGHLIGHTS1.Extended Signal RangeThe ADG408/ADG409 are fabricated on an enhanced LC 2MOS process giving an increased signal range that extends to the supply rails.2.Low Power Dissipation 3Low R ON4.Single Supply OperationFor applications where the analog signal is unipolar, the ADG408/ADG409 can be operated from a single rail power supply. The parts are fully specified with a single +12 V power supply and will remain functional with single supplies as low as +5 V.FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAMSOne Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106,U.S.A.Tel: 781/329-4700World Wide Web Site: Fax: 781/326-8703© Analog Devices, Inc., 1998ADG408/ADG409–SPECIFICATIONSDUAL SUPPLY 1B VersionT Version–40؇C to–55؇C toParameter+25؇C +85؇C+25؇C +125؇CUnits Test Conditions/CommentsANALOG SWITCH Analog Signal Range V SS to V DD V SS to V DD VR ON 4040Ω typV D = ±10 V, I S = –10 mA 100125100125Ω max∆R ON1515Ω max V D = +10 V, –10 V LEAKAGE CURRENTSSource OFF Leakage I S (OFF)±0.5±50±0.5±50nA max V D = ±10 V, V S = ϯ10 V;Test Circuit 2Drain OFF Leakage I D (OFF)V D = ±10 V; V S = ϯ10 V;ADG408±1±100±1±100nA max Test Circuit 3ADG409±1±50±1±50nA max Channel ON Leakage I D , I S (ON)V S = V D = ±10 V;ADG408±1±100±1±100nA max Test Circuit 4ADG409±1±50±1±50nA max DIGITAL INPUTSInput High Voltage, V INH 2.4 2.4V min Input Low Voltage, V INL 0.80.8V max Input Current I INL or I INH±10±10µA max V IN = 0 or V DD C IN , Digital Input Capacitance 88pF typ f = 1 MHzDYNAMIC CHARACTERISTICS 2t TRANSITION 120120ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;250250ns max V S1 = ±10 V, V SS = ϯ10 V;Test Circuit 5t OPEN 10101010ns min R L = 300 Ω, C L = 35 pF;V S = +5 V; Test Circuit 6t ON (EN)8512585125ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;150225150225ns max V S = +5 V; Test Circuit 7t OFF (EN)6565ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;150150ns max V S = +5 V; Test Circuit 7Charge Injection 2020pC typ V S = 0 V, R S = 0 Ω, C L = 10 nF;Test Circuit 8OFF Isolation–75–75dB typ R L = 1 k Ω, f = 100 kHz;V EN = 0 V; Test Circuit 9Channel-to-Channel Crosstalk 8585dB typ R L = 1 k Ω, f = 100 kHz;Test Circuit 10C S (OFF)1111pF typ f = 1 MHz C D (OFF) f = 1 MHz ADG4084040pF typ ADG4092020pF typC D , C S (ON) f = 1 MHzADG4085454pF typ ADG4093434pF typPOWER REQUIREMENTS I DD 11µA typ V IN = 0 V, V EN = 0 V55µA max I SS 11µA typ 55µA max I DD100100µA typ V IN = 0 V, V EN = 2.4 V200500200500µA maxNOTES 1Temperature ranges are as follows: B Version: –40°C to +85°C; T Version: –55°C to +125°C.2Guaranteed by design, not subject to production test.Specifications subject to change without notice.REV. A–2–(V DD = +15 V, V SS = –15 V, GND = 0 V, unless otherwise noted)ADG408/ADG409 SINGLE SUPPLY1(V DD = +12 V, V SS = 0 V, GND = 0 V, unless otherwise noted)B Version T Version–40؇C to–55؇C toParameter+25؇C+85؇C+25؇C+125؇C Units Test Conditions/Comments ANALOG SWITCHAnalog Signal Range0 to V DD0 to V DD VR ON9090Ω typ V D = +3 V, +10 V, I S = –1 mA LEAKAGE CURRENTSSource OFF Leakage I S (OFF)±0.5±50±0.5±50nA max V D =8 V/0 V, V S = 0 V/8V;Test Circuit 2Drain OFF Leakage I D (OFF)V D =8 V/0 V, V S = 0 V/8V;ADG408±1±100±1±100nA max Test Circuit 3ADG409±1±50±1±50nA maxChannel ON Leakage I D, I S (ON)V S = V D = 8 V/0 V;ADG408±1±100±1±100nA max Test Circuit 4ADG409±1±50±1±50nA maxDIGITAL INPUTSInput High Voltage, V INH 2.4 2.4V minInput Low Voltage, V INL0.80.8V maxInput CurrentI INL or I INH±10±10µA max V IN = 0 or V DDC IN, Digital Input Capacitance88pF typ f = 1 MHzDYNAMIC CHARACTERISTICS2t TRANSITION130130ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;V S1 = 8 V/0 V, V S8 = 0 V/8 V;Test Circuit 5t OPEN1010ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;V S = +5 V; Test Circuit 6t ON (EN)140140ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;V S = +5 V; Test Circuit 7t OFF (EN)6060ns typ R L = 300 Ω, C L = 35 pF;V S = +5 V; Test Circuit 7 Charge Injection55pC typ V S = 0 V, R S = 0 Ω, C L = 10 nF;Test Circuit 8OFF Isolation–75–75dB typ R L = 1 kΩ, f = 100 kHz;V EN = 0 V; Test Circuit 9 Channel-to-Channel Crosstalk8585dB typ R L = 1 kΩ, f = 100 kHz;Test Circuit 10C S (OFF)1111pF typ f = 1 MHzC D (OFF) f = 1 MHzADG4084040pF typADG4092020pF typC D, C S (ON) f = 1 MHzADG4085454pF typADG4093434pF typPOWER REQUIREMENTSI DD11µA typ V IN = 0 V, V EN = 0 V55µA maxI DD100100µA typ V IN = 0 V, V EN = 2.4 V200500200500µA maxNOTES1Temperature ranges are as follows: B Version: –40°C to +85°C; T Version: –55°C to +125°C.2Guaranteed by design, not subject to production test.Specifications subject to change without notice.REV. A–3–ADG408/ADG409REV. A–4–ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 1(T A = +25°C unless otherwise noted)V DD to V SS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+44 V V DD to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .–0.3 V to +25 V V SS to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+0.3 V to –25 V Analog, Digital Inputs 2 . . . . .V SS –2 V to V DD +2 V or 20 mA,Whichever Occurs FirstContinuous Current, S or D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 mA Peak Current, S or D(Pulsed at 1 ms, 10% Duty Cycle max) . . . . . . . . . . .40 mA Operating Temperature RangeIndustrial (B Version) . . . . . . . . . . . . . . . . .–40°C to +85°C Extended (T Version) . . . . . . . . . . . . . . . .–55°C to +125°C Storage Temperature Range . . . . . . . . . . . .–65°C to +150°C Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+150°C Cerdip Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . .900 mW θJA , Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76°C/W Lead Temperature, Soldering (10 sec) . . . . . . . . . . .+300°C Plastic Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . .470 mW θJA , Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117°C/W Lead Temperature, Soldering (10 sec) . . . . . . . . . . .+260°C TSSOP Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . .450 mW θJA , Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155°C/W θJC , Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50°C/W SOIC Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . .600 mW θJA , Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77°C/W Lead Temperature, SolderingVapor Phase (60 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+215°C Infrared (15 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+220°CNOTES 1Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings may cause perma-nent damage to the device. This is a stress rating only; functional operation of the device at these or any other conditions above those listed in the operational sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. Only one absolute maximum rating may be applied at any one time.2Overvoltages at A, EN, S or D will be clamped by internal diodes. Current should be limited to the maximum ratings given.ORDERING INFORMATIONModel 1Temperature Range Package Option 2ADG408BN –40°C to +85°C N-16ADG408BR –40°C to +85°C R-16A ADG408BRU –40°C to +85°C RU-16ADG408TQ –55°C to +125°C Q-16ADG409BN –40°C to +85°C N-16ADG409BR –40°C to +85°C R-16A ADG409TQ–55°C to +125°CQ-16NOTES 1To order MIL-STD-883, Class B processed parts, add /883B to T grade part numbers.2N = Plastic DIP; Q = Cerdip; R = 0.15" Small Outline IC (SOIC);RU = Think Shrink Small Outline Package (TSSOP).CAUTIONESD (electrostatic discharge) sensitive device. Electrostatic charges as high as 4000V readily accumulate on the human body and test eq uipment and can discharge without detection.Although the ADG408/ADG409 feature proprietary ESD protection circuitry, permanent damage may occur on devices subjected to high energy electrostatic discharges. Therefore,proper ESD precautions are recommended to avoid performance degradation or loss of functionality.ADG408/ADG409REV. A –5–TERMINOLOGYV DD Most positive power supply potential.V SSMost negative power supply potential in dual supplies. In single supply applications, it may be connected to ground.GND Ground (0 V) reference.R ON Ohmic resistance between D and S.∆R ON Difference between the R ON of any two channels.I S (OFF)Source leakage current when the switch is off.I D (OFF)Drain leakage current when the switch is off.I D , I S (ON)Channel leakage current when the switch is on.V D (V S )Analog voltage on terminals D, S.C S (OFF)Channel input capacitance for “OFF”condition.C D (OFF)Channel output capacitance for “OFF”condition.C D , C S (ON)“ON” switch capacitance.C IN Digital input capacitance.t ON (EN)Delay time between the 50% and 90% points of the digital input and switch “ON” condition.t OFF (EN)Delay time between the 50% and 90% points of the digital input and switch “OFF” condition.t TRANSITIONDelay time between the 50% and 90% points of the digital inputs and the switch “ON” condition when switching from one address state to another.t OPEN“OFF” time measured between the 80% point of both switches when switching from one address state to another.V INL Maximum input voltage for Logic “0.”V INH Minimum input voltage for Logic “1.”I INL (I INH )Input current of the digital input.CrosstalkA measure of unwanted signal which is coupled through from one channel to another as a result of parasitic capacitance.Off Isolation A measure of unwanted signal coupling through an “OFF” channel.Charge A measure of the glitch impulse transferred Injection from the digital input to the analog output during switching.I DD Positive supply current.I SSNegative supply current.PIN CONFIGURATIONS (DIP/SOIC/TSSOP)A0EN V SS S1S2S3S4D A1A2GNDV DD S5S6S7S8V DDADG408 Truth TableONA2A1A0EN SWITCH X X X 0NONE 0001100112010130111410015101161101711118ADG409 Truth TableON SWITCH Al A0EN PAIR X X 0NONE 0011011210131114ADG408/ADG409REV. A–6–Typical Performance CharacteristicsV D (V S ) – VoltsR O N – ⍀Figure 1.R ON as a Function of V D (V S ): Dual Supply VoltageV D (V S ) – Volts10030R O N – ⍀807050406090Figure 2.R ON as a Function of V D (V S ) for Different Temperatures V D (V S ) – Volts0.2–0.2L E A K A G E C U R R E N T – n A–0.10.1Figure 3.Leakage Currents as a Function of V D (V S )V D (V S ) – Volts18040R O N – ⍀1401208060160100Figure 4.R ON as a Function of V D (V S ): Single Supply VoltageV D (V S ) – Volts13060R O N – ⍀100807090120110Figure 5.R ON as a Function of V D (V S ) for Different TemperaturesV D (V S) – VoltsL E A K A G E C U R R E N T – n AFigure 6.Leakage Currents as a Function of V D (V S )ADG408/ADG409REV. A –7–V IN – Volts12020t – n s604010080Figure 7.Switching Time vs. V IN (Bipolar Supply)V SUPPLY – Volts400t – n s200100300Figure 8.Switching Time vs. Single Supply FREQUENCY – Hz104103102I D D – ␮A10M101001k 10k 100k 1MFigure 9.Positive Supply Current vs. Switching FrequencyV IN – Voltst – n sFigure 10.Switching Time vs. V IN(Single Supply)V SUPPLY – Volts3000t – n s200100Figure 11.Switching Time vs. Bipolar SupplyFREQUENCY – Hz10410310–110M1M 10I S S – ␮A1001k 10k 100k 102101100Figure 12.Negative Supply Current vs. Switching FrequencyADG408/ADG409REV. A–8–FREQUENCY – Hz11070O F F I S O L A T I O N – d B9080100Figure 13.Off Isolation vs. Frequency FREQUENCY – Hz11070C R O S S T A L K – d B908010060Figure 14.Crosstalk vs. FrequencyTest CircuitsI V Test Circuit 1.On ResistanceV I S Test Circuit 2.I S(OFF)V V V (OFF)Test Circuit 3.I D (OFF)V V V (ON)Test Circuit 4. I D (ON)ADG408/ADG409REV. A –9–VVV 35pFTest Circuit 5.Switching Time of Multiplexer, t TRANSlTlONVVV Test Circuit 6.Break-Before-Make Delay, tOPENV V35pFV 3V 0VTest Circuit 7. Enable Delay, t ON (EN), t OFF (EN)ADG408/ADG409REV. A–10–VVOUT 3VV INVTest Circuit 8.Charge InjectionV OUTV OFF ISOLATION = 20 LOG V OUT /V IN Test Circuit 9.OFF Isolation VV OUTOUT INTest Circuit 10.Channel-to-Channel CrosstalkADG408/ADG409REV. A –11–OUTLINE DIMENSIONSDimensions shown in inches and (mm).Plastic DIP (N-16)Cerdip (Q-16)BSCSO (Narrow Body) (R-16A)°Thin Shrink Small Outline Package (TSSOP)(RU-16)PLANE BSC(1.10)MAX0.0035 (0.090)C 1824a –0–4/98P R I N T E D I N U .S .A .。

SGM3005XMS_TR圣邦微模拟开关

GENERAL DESCRIPTION FEATURESS GM3005是一款双通道，低导通电阻，低压，双向，单刀双掷（SPDT）CMOS模拟开关，设计用于采用+ 1.8V至+ 5.5V单电源供电。

目标应用包括受益于低RON （0.5Ω）和快速开关速度（tON = 16 ns，tOFF = 15 ns）的电池供电设备。

在整个模拟信号范围内，导通电阻曲线非常平坦。

这样可在切换音频信号时确保出色的线性度和低失真。

SGM3005是专用的双单刀双掷（SPDT），包括两个常开（NO）和两个常闭（NC）开关。

此配置可以用作双2对1多路复用器。

SGM3005提供MSOP-10和DFN-10封装。

.−低压操作：1。

8V至5.5V−低导通电阻：0。

5Ω（T Y P）−低导通电阻平坦度−–3d B带宽：30M H z−快速切换时间t O N16n st O F F15n s−轨到轨操作−典型功耗（<0.01µW）−兼容T T L/C M O S−超小型包装PIN CONFIGURATIONS（TOP VIEW）APPLICATIONS●电池供电的手持式和便携式设备●蜂窝电话/手机●笔记本电脑，笔记本电脑，掌上电脑●通讯系统●采样保持电路●音频信号路由●音视频切换●便携式测试与测量●医疗设备ORDERING INFORMATIONABSOLUTE MAXIMUM RATINGSV + to GND....................................................................- 0.3V to +6VA nalog, Digital voltage range (1)..................... - 0.3V to V + + 0.3V Continuous Current NO, NC, or COM..........................±300mA Peak Current NO, NC, or COM......................................±500mA Operating Temperature Range...........................- 40°C to +125°CJ unction Temperature...........................................................+150°CS torage Temperature.............................................- 65°C to +150°CPackage Thermal Resistance @ T A = 25℃D FN-10, θJA ........................................................................................33℃/W MSOP-10, θJA ...................................................................................205℃/WLead Temperature (soldering, 10s).......................................260°C ESD SusceptibilityH BM..........................................................................................2000V MM. (400V)Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stressratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operationals ections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affectd evice reliability. (1) Signals on NC, NO, or COM or IN exceeding V+ will be clamped by internal diodes. Limit forward diode current to maximumc urrent ratings. PIN DESCRIPTIONNAMEPINFUNCTIONV + 1 Power supply GND 6 groundIN1, IN2 4,8 Digital control pin to connect the COM terminal to the NO or NC terminals COM1, COM2 3,9 Common terminal NO1, NO2 2,10 Normally-open terminal NC1, NC25,7Normally-closed terminalNote: NO, NC and COM terminalmay be an input or output.ELECTRICAL CHARACTERISTICS(V+ = +3 V ± 10%, GND = 0 V, T A = - 40°C to +125°C, unless otherwise noted. Typical values are at T A = + 25°C.)TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICSOn Response vs.FrequencyCrosstalk vs.Frequency 3-50V+ = +5VV+ = +5VT A = +25℃T A = +25℃-60-70-3-80-90-6-100-9 -1100.1 1 10 100Frequency(MHz) 0.01 0.1 1 10Frequency(MHz)Off Isolation vs.Frequency -20-30 -40 V+ = +5V T A = +25℃-50-60-70-80-90-1000.01 0.1 1 10Frequency(MHz)5TEST CIRCUITS10mAV1NO or NC COMV NO or V NCR ON = V1/10mATest Circuit 1. On ResistanceI NC(OFF) or I NO(OFF)A NO or NC COMI COM(ON)NO or NC COM AV NO or V NC V NO or V NCV COM V COM Test Circuit 2: Off Leakage Test Circuit 3: On Leakage0.1µFV+V+NO or NC COM VOUT V IN 50%50%V or V RIN300ΩC L35pF V OUT90% 90%GND tON t OFFTest Circuit 4: Switching TimesV+0.1µFV+R G ΔV OUTNO or NC COM V OUTV OUTV+ V GGND INC L1nFV IN ON ONOFF0V V INTest Circuit 5: Charge Injection6TEST CIRCUITS(Cont.)0.1µFV+V NO or V NCV+NCNO COMV OUTV IN 50%INR L300ΩC L35pFV NO or V NCGNDV OUT90%t DTest Circuit 6. Break-Before-Make Time Delay, t D0.1µFV+V+NO or NC COM VOUT SourceSignalIN R L50ΩC L5pFGNDTest Circuit 7. Off Isolation0.1µFV+V+NO or NC COMSourceSignalIN1 R L50ΩC L5pFIN2N.C.NO or NC COMV OUTGND R L50ΩC L5pFChannel To Channel Crosstalk = -20×log VNO or V NCV OUTTest Circuit 8. Channel-to-Channel Crosstalk7TEST CIRCUITS(Cont.)0.1µFV+V+NO or NC COM VOUTSource SignalIN R L50ΩC L5pFGNDTest Circuit 9. Bandwidth8PACKAGE OUTLINE DIMENSIONS MSOP-10b Ce θA2ADimensions DimensionsSymbol In Millimeters In InchesMin Max Min MaxA 0.800 1.200 0.031 0.047A1 0.000 0.200 0.000 0.008A2 0.760 0.970 0.030 0.038b 0.30 TYP 0.012 TYPc 0.152 TYP 0.006 TYPD 2.900 3.100 0.114 0.122e 0.50 TYP 0.020 TYPE 2.900 3.100 0.114 0.122E1 4.700 5.100 0.185 0.201L 0.410 0.650 0.016 0.026θ0°6°0°6°D9PACKAGE OUTLINE DIMENSIONS DFN-10NXDINDEX AREA(D/2 × E/2)40.15 CTOPVIEW0.10 C0.08 C7 SIDEVIEWD2SEE DETAIL BD/2D2/2-B-SEATINGPLANE -C-Dimensions In MillimetersSymbol Min NOM MaxA 0.70 0.75 0.80A1 0.00 0.02 0.05A3 0.20 REFb 0.18 0.25 0.30D 3.00 BSCD2 2.23 2.38 2.48E 3.00 BSCE2 1.49 1.64 1.74e 0.50 BSCK 0.20K2 0.17L 0.30 0.40 0.50L1 0.15L2 0.13N 10ND 51 2SEE DETAIL CINDEX AREA(D/2 × E/2)47N N-1e(ND-1)× e6BOTTOM VIEWeODD TERMINAL SIDEDETAIL BNX KNX b50.10 M C A B0.05 M CTERMINAL TIP5NOTES:1.尺寸和公差符合ASMEY14.5M-1994。

模拟开关和多路复用器基本知识

PMOS NMOSALTERNATE SYMBOLS图1：MOSFET开关导通电阻与信号电压之间的关系工艺(CMOS)可以产出优异的P沟道和N沟道MOSFET。

并联连接器件，结果会形成如图2所示的基本双向CMOS开关。

这种组合有利于减少导通电阻，同时也可能产生随信号电压变化小得多的电阻。

这种非线性电阻可能给直流精度和交流失真带来误差。

双向CMOS 开关可以解决这个问题。

导通电阻大幅降低，线性度也得到了提升。

图3底部曲线展示的是改进后的开关导通电阻特性的平坦度。

ADG8xx 系列CMOS 开关是专门针对导通电阻低于0.5 Ω的应用而设计的，采用亚微米工艺制成。

这些器件可以传导最高400 mA 的电流，采用1.8 V 至5.5 V 单电源供电(具体视器件而定)，额定扩展工作温度范围为–40°C 至+125°C 。

典型的导通电阻与温度和输入信号电平之间的关系如图4所示。

流过负载电阻的漏电流会在输出端产生一个对应的电压误差。

图8：动态性能考虑：传输精度与频率的关系会在传递函数A(s)的分子中形成一个零点。

该零通常出现在高频下，因在等效电路中，CDS和负载电容的函数。

该频率极点为开关导通电阻很小。

多路复用器和模拟开关

多路复用器和模拟开关多路复用器（MULTIPLEXER 也称为数据选择器）是用来选择数字信号通路的；模拟开关是传递模拟信号的，因为数字信号也是由高低两个模拟电压组成的, 所以模拟开关也能传递数字信号。

在CMOS多路复用器中，因为其数据通道也是模拟开关结构，所以也能用于选择多路模拟信号。

但是TTL的多路复用器就不能选择模拟信号.。

用CMOS的多路复用器或模拟开关传递模拟信号时要注意：模拟信号的变化值必须在正负电源电压之间，譬如要传递有正负半周的正弦波时，必须使用正负电源且电源电压大于传递的模拟信号峰值，这时其控制或地址信号必须以负电源电压为0，而以正电源电压为1；或者用单电源供电，而使模拟信号的变化中值在 1/2 电源电压上, 传递之后再恢复到原来的值。

1、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理1.四双向模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如下图所示。

每个封装内部有4个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。

2.单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能如下图所示。

CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码ABC来决定。

“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通。

此外，CD4051还设有另外一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。

例如，若模拟开关的供电电源VDD=＋5V，VSS=0V，当VEE=－5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

常用CMOS模拟开关功能和原理(CD40xx)

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常用CMOS模拟开关功能和原理开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。

最常见的可控开关是继电器,当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时,继电器就吸合或释放,其触点接通或断开电路。

CMOS模拟开关是一种可控开关,它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合,只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

一、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理1.四双向模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如图1所示。

每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小,典型值为－50dB。

图1 CD4066的引脚功能2.单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能见图2。

CD4051相当于一个单刀八掷开关,开关接通哪一通道,由输入的3位地址码ABC来决定。

其真值表见表1。

“INH”是禁止端,当“INH”=1时,各通道均不接通。

此外,CD4051还设有另外一个电源端VEE,以作为电平位移时使用,从而使得通常在单组电源供电条件下工作的CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关,并使这种多路开关可传输峰－峰值达15V的交流信号。

例如,若模拟开关的供电电源VDD=＋5V,VSS=0V,当VEE=－5V时,只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号,就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

图2 CD4051引脚功能表1 CD4051真值表3.双四路模拟开关CD4052CD4052的引脚功能见图3。

CD4052相当于一个双刀四掷开关,具体接通哪一通道,由输入地址码AB来决定。

mos管典型应用电路

mos管典型应用电路mos管是一种常见的场效应管，也是集成电路中的重要元件之一。

它具有低功耗、高速度和可靠性等优点，被广泛应用于各种典型电路中。

一、模拟开关mos管可以作为模拟开关，通过控制栅极电压来控制mos管的导通与截止。

当mos管导通时，它可以将输入信号放大并输出到负载上；当mos管截止时，输入信号无法通过。

这种应用常见于开关电路、放大器和模拟开关电源等领域。

通过调整mos管的工作点，可以实现不同的放大倍数和截止频率，以满足不同应用的需求。

二、数字逻辑电路mos管也可以作为数字逻辑电路中的开关元件，用于实现与门、或门、非门等逻辑功能。

mos管的特点是输入电阻高、功耗低，可以实现高速的数字信号处理。

它广泛应用于计算机、通信设备、显示器等数字电路中，提供了高效、可靠的信号处理能力。

三、驱动器mos管的高输入电阻和低输出电阻特性，使其成为各种驱动器电路的理想选择。

mos管驱动器可以实现信号的放大、变换和隔离等功能。

在各种传感器、执行器和接口电路中，mos管驱动器起到了关键作用。

例如，在电机驱动电路中，mos管驱动器可以实现对电机的精确控制，提高电机的效率和响应速度。

四、交流/直流变换器mos管可以根据输入信号的频率和幅值，将直流电源转换为交流电源，或者将交流电源转换为直流电源。

这种变换器常见于电源管理、电动汽车、太阳能发电等领域。

mos管的高效率和可靠性，使其成为现代电力系统中不可缺少的元件。

五、开关电源mos管在开关电源中的应用非常广泛。

开关电源通过高频开关mos 管来实现电能的转换和调节，具有高效率、小体积和稳定的输出特性。

mos管在开关电源中的关键作用是实现高速的开关动作，提供稳定的输出电压和电流。

六、放大器mos管作为放大器的应用也非常常见。

通过调整mos管的工作点和电路参数，可以实现不同放大倍数和频率响应。

mos管放大器广泛应用于音频放大、射频放大、功放等领域，提供了稳定、高保真的信号放大能力。

常用CMOS模拟开关功能和原理

常用CMOS模拟开关功能和原理（4066，4051-53）开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。

最常见的可控开关是继电器,当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时,继电器就吸合或释放,其触点接通或断开电路。

CMOS模拟开关是一种可控开关,它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合,只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

一、常用CMOS模拟开关引脚功能和工作原理1.四双向模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如图1所示。

每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小,典型值为－50dB。

2.单八路模拟开关CD4051CD4051引脚功能见图2。

CD4051相当于一个单刀八掷开关,开关接通哪一通道,由输入的3位地址码ABC来决定。

其真值表见表1。

“INH”是禁止端,当“INH”=1时,各通道均不接通。

例如,若模拟开关的供电电源VDD=＋5V,VSS=0V,当VEE=－5V时,只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号,就可控制幅度范围为－5V～＋5V的模拟信号。

表13.双四路模拟开关CD4052CD4052的引脚功能见图3。

CD4052相当于一个双刀四掷开关,具体接通哪一通道,由输入地址码AB来决定。

其真值表见表2。

表24.三组二路模拟开关CD4053CD4053的引脚功能见图4。

CD4053内部含有3组单刀双掷开关,3组开关具体接通哪一通道,由输入地址码ABC来决定。

OMRON G3VM-401B E MOS FET 模拟开关电路芯片说明书

1Analog-switching MOS FET Relays with a Dielectric Strength of 2.5 kVAC between I/O Using Optical Isolation.•Switches minute analog signals.•Leakage current of 1 µA max. when output relay is open.•Upgraded G3VM-4N Series.■Application Examples■■List of Models*The AC peak and DC value are given for the load voltage.RoHS compliantNote:The actual product is marked differently from theimage shown here.•Communication equipment •Test & Measurement equipment •Industrial equipmentOMRON logo Pin 1 markNote:Package type Contact formTerminalsLoad voltage (peak value) *Model Minimum package quantity Number per tube Number per tape and reelDIP61a(SPST-NO)PCB Terminals400 V G3VM-401B 50-Surface-mounting TerminalsG3VM-401E G3VM-401E (TR)-1,5002G3VM-401B/EMOS FET Relays■Recommended Operating ConditionsUse the G3VM under the following conditions so that the Relay will operate properly.■Engineering Data■Safety Precautions•Refer to "Common Precautions" for all G3VM models.ItemSymbol MinimumTypicalMaximumUnitLoad voltage (AC peak/DC)V DD - - 320V Operating LED forward current I F 5 7.525 mAContinuous load current (AC peak/DC)I O --120mAAmbient operating temperatureTa−20 - 65 °CLED forward current vs. AmbienttemperatureContinuous load current vs. Ambient temperatureLED forward current vs. LED forward voltageContinuous load current vs. On-state voltageOn-state resistance vs. Ambient temperatureTrigger LED forward current vs. Ambient temperatureTurn ON, Turn OFF time vs. LED forward currentTurn ON, Turn OFF time vs. Ambient temperatureCurrent leakage vs. AmbienttemperatureI F - TaAmbient temperature Ta (°C)-20120100 80 60 40 020020406080100L E D f o r w a r d c u r r e n t I F (m A )I O - TaAmbient temperature Ta (°C)-2012010080 60 40 02004080120160200240280C o n t i n u o u s l o a d c u r r e n t I O (m A )I F - V FLED forward voltage V F (V)1.40.60.811.21.61.80.11101000.33300.5550L E D f o r w a r d c u r r e n t I F(m A )I O - V ONOn-state voltage V ON (V)-200-1000100200C o n t i n u o u s l o a d c u r r e n t I O (m A )ON Ambient temperature Ta (°C)-2010080 60 40 0200102030405060O n -s t a t e r e s i s t a n c e RO N (Ω)FT Ambient temperature Ta (°C)-20-4010080 60 40 020012345T r i g g e r L E D fo r w a r d c u r r e n t I F T (m A )t ON , t OFF - I FLED forward current I F (mA)10153305010020001000300100 500 3050 T u r n O N , T u r n O F F t i me t O N , t O F F (µs )Ambient temperature Ta (°C)01000800600400200T u r n O N ,T u r n O F F t i m e t O N , t O F F (µs )LEAK Ambient temperature Ta (°C)0.10.3131030030100C u r r e n t l e a k a g e I L E A K (n A )■Dimensions(Unit:mm) Note:The actual product is marked differently from theimage shown here.PCB Dimensions(BOTTOM VIEW)Actual Mounting Pad Dimensions(Recommended Value, TOP VIEW)Note: The actual product is marked differently from the image shown here.+0.1−0.05PCB TerminalsWeight: 0.4 gSurface-mounting TerminalsWeight: 0.4 g• Application examples provided in this document are for reference only. In actual applications, confirm equipment functions and safety before using the product.• Consult your OMRON representative before using the product under conditions which are not described in the manual or applying the product to nuclear control systems, railroad systems, aviation systems, vehicles, combustion systems, medical equipment, amusement machines, safety equipment, and other systems or equipment that may have a serious influence on lives and property if used improperly. Make sure that the ratings and performance characteristics of the product provide a margin of safety for the system or equipment, and be sure to provide the system or equipment with double safety mechanisms.Cat. No. K150-E1-010412(0412)(O)Note: Do not use this document to operate the Unit. OMRON CorporationELECTRONIC AND MECHANICAL COMPONENTS COMPANY Contact: /ecb。

MOS管开关电路设计知识

MOS管开关电路设计知识MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) 是一种广泛应用于电路设计的开关装置。

它具有低功耗、高开关速度和较高的能效比，被用于诸多应用，包括放大器，模拟开关和数字逻辑电路。

本文将介绍MOSFET开关电路设计的一些基本知识。

首先，我们需要了解MOSFET的基本结构和工作原理。

MOSFET由四个重要的区域组成：源(S)、漏(D)、栅(G)和互补MOSFET(C)。

当栅极电压为零时，电荷通过从源极流向漏极。

但是，当我们通过加在栅极上的电压控制栅极与源极之间的电场时，就可以控制电荷流动。

MOSFET开关电路的设计就是利用这一原理。

在设计MOSFET开关电路时，我们需要考虑几个关键参数。

首先是电路的电流和电压要求。

MOSFET可以承受的最大电流和电压由其数据手册提供。

根据所需电流和电压，我们可以选择适当的MOSFET型号。

其次，我们需要确定电路的开关速度。

MOSFET具有快速开关速度的优势，但是开关速度也受到电容和电阻等因素的影响。

因此，我们需要确保电路中的电容和电阻在所需速度范围内。

最后，我们需要考虑功耗。

MOSFET具有低功耗的特点，但在设计过程中，我们需要选择适当的电源电压和电路拓扑来最小化功耗。

MOSFET的开关电路设计可以分为三大类：信号开关、功率开关和数字开关。

信号开关电路用于小信号、低电流应用，如音频放大器。

一个常见的信号开关电路是交叉耦合型MOSFET开关，其中两个MOSFET串联，一个用于控制信号，另一个用于处理实际电流。

这种电路可以减小MOSFET在开关时的电流噪声和失真。

功率开关电路用于高电流和高功率应用，如交流电机驱动器和逆变器。

在功率开关电路中，通常使用N沟道和P沟道MOSFET的组合。

N沟道MOSFET用于负载的GND端，而P沟道MOSFET用于负载的正端。

由于两个MOSFET是互补的，可以实现双向电流控制。

模拟开关芯片原理

模拟开关芯片原理模拟开关芯片是一类集成电路，它们能够控制信号路径的连接与断开，类似于机械开关。

这些芯片通常由CMOS技术制造，因其低功耗和高速性能而广泛应用于各种电子系统中。

以下是模拟开关芯片工作原理的详细说明：1. 基本构造：晶体管：模拟开关芯片主要由金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）构成。

这些晶体管作为开关元件，可以被控制在导通（ON）或截止（OFF）状态。

控制逻辑：芯片内部包含控制逻辑电路，用来接收外部控制信号，并根据这些信号来控制MOSFETs的状态。

2. 工作模式：导通状态：当控制信号使MOSFET的栅极电位高于阈值时，MOSFET导通，模拟信号可以通过MOSFET从输入端流向输出端。

截止状态：当控制信号使MOSFET的栅极电位低于阈值时，MOSFET截止，模拟信号无法通过，从而实现信号的隔离。

3. 开关速度：CMOS模拟开关的开关速度非常快，通常在纳秒级别。

这使得它们适合于高速数据采集和信号路由应用。

4. 阻抗特性：在导通状态下，模拟开关的输入输出阻抗通常很低，这有助于减少信号的衰减和失真。

在截止状态下，模拟开关的阻抗通常很高，以实现良好的隔离效果，防止信号泄漏。

5. 线性度和精度：模拟开关需要具备良好的线性度和精度，以确保信号的准确传输，特别是在模拟信号处理中。

6. 电源电压范围：CMOS模拟开关设计有一定的电源电压范围，只能在这个范围内正常工作。

超出这个范围可能会导致开关损坏。

7. 保护功能：许多模拟开关芯片还包括过压保护、短路保护等安全特性，以提高芯片在恶劣环境下的可靠性。

8. 应用：模拟开关芯片广泛应用于数据采集系统、模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）的输入/输出切换、信号路由、滤波器设计等领域。

模拟开关芯片的设计考虑了多种参数，如开关速度、阻抗、线性度、电源电压范围和保护机制等，以满足不同应用场景的需求。

通过精确控制这些参数，工程师可以设计出高效、可靠的模拟信号处理系统。

mos 开关原理

mos 开关原理
MOS（金属氧化物半导体）开关是一种常见的电子器件，广
泛应用于各种数字和模拟电路中。

它是由一个绝缘层、一个介质层和一个导电层组成的。

其工作原理基于控制介质层上的电荷来改变导电层的电流通路，从而实现开关功能。

MOS开关主要有两种工作模式，分别是增强型和耗尽型。

增
强型MOS开关的导电层需要通过一定的电压作用才能导电，
而耗尽型MOS开关的导电层则是默认为导通状态，需要通过
一定的电压作用才能截断电流。

当在MOS开关的绝缘层上施加一个正向电压，该电压会在绝
缘层下形成一个正向电场。

当电场强度大到一定程度时，绝缘层下的介质层中的电子会被电场加速，从而形成足够的能量来克服绝缘层和介质层之间的势垒，使导电层变得导电。

这时，MOS开关处于导通状态。

相反，当在MOS开关的绝缘层上施加一个反向电压，该电压
会在绝缘层下形成一个反向电场。

此时，电场强度不足以提供克服势垒所需的能量，导致导电层不再导电。

这时，MOS开
关处于截断状态。

通过调节施加在MOS开关上的电压，可以控制导电层的状态，从而实现对电路中信号的开关和控制。

这使得MOS开关成为
数字电路和模拟电路中重要的元件之一。

需要注意的是，MOS开关的工作原理和具体参数有关，不同
类型和规格的MOS开关具有不同的电压和电流特性。

因此，在设计和应用电路时，需要根据具体要求选择合适的MOS开关，并合理调节电压和电流以确保其正常工作。

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CMOS模拟开关及其应用
无线电86.12 彭定武
CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路具有微功耗、使用电源电压范围宽和抗干扰能力强等特点。

其发展日新月异，应用范围十分广泛。

本文介绍的CMOS 模拟开关集成电路，在音频和视频范围可以使增益控制数字化，和微处理器配合使用可以简化自动控制电路的设计。

下面就MOS场效应管及CMOS模拟开关作一介绍。

MOS场效应管的工作原理
金属氧化物半导体场效应三极管是通过光刻或扩散的方法，在P型基片（衬
底）上制作两个N型区，在N
型区上通过铝层引出两个电
极，即源极（S）和漏极（D）。

漏源两个扩散区之间的硅表
面上生成一层绝缘的氧化膜
（二氧化硅），在氧化膜上也制作一个铝电极，即为栅极（G），两个扩散区和P型衬底分别构成PN结。

如果把源极和衬底相连接，并在栅源极间加正电压UGS,就会在衬底表面形成一个导电的反型层，它把漏源两个N扩散区连接起来，成为可以导电的沟道，见图1（a）。

若在漏源之间也加正
电压U DS，则源极与漏
极之间将有漏电流I D
流通，且I D随U DS的
增加而增大。

我们把开
始有漏电流产生时的
电压叫做开启电压U T，把在P型衬底上形成的导电反型层的场效应管叫做N沟道增强型MOS场效应管。

其符号见图1（b）。

MOS场效应管的漏极特性曲线及漏极电流I D随栅极电压U GS变化的特性曲线如图2所示。

由以上分析，我们可以把MOS管的漏极D和源极S当作一个受栅极电压U GS 控制的开关使用，即当U GS＞U T时，漏极D与源极S之间导通，相当于一个开关
接通，导通电阻约几百欧姆。

当U＜U T时漏极D与源极s之间不导通，没有电流流过，则如同开关断开一样。

同样，也可在N型基片上制作两个P型区，以形成P沟道增强型MOS管，见图3。

典型的P沟道增强型MOS管的特性曲线如图4所示。

比较图2和图4我们可以看出，P沟道和N沟道MOS管的特性曲线是相反的。

在了解了MOS管的
基本工作原理和特性曲线
以后，下面谈谈CMOS开
关。

简单的CMOS开关
如果将P沟道MOS管
Q1和N沟道MOS管Q2的衬底，漏极和源极连接在一起，将它们的栅极分别接到反相器JC1的输出端和输入端，JC1的输入端再由开关
S1控制接正电压或接地，见图5。

当开关S1接地时，Q2 的栅极是
低电位，使U GS2＜U T2，因它是
N沟道MOS管，由前面分析可
知，Q2 应截止。

同时开关所接
低电位经反向器JC1反相变为高
电位，使得U GS1＞U T1，因它是P沟道MOS管，此时Q1也截止。

其结果是A B 两端处于断开状态，即相当于一个开关断开。

当开接S1接到正电源时，Q2 的栅极为高电位，因U GS2> U T2，故Q2 导通。

同样，高电位经JC1反相变为低电位，使得U GS1＜U T1，故Q1也导通。

其结果是A、B两端是导通状态，即相当于一个开关接通。

图5电路是建立在P沟道和N沟道MOS场效应管两者对称的情况，但在实际中并非完全如此。

如果它们之间的参数有差异，那么从A点到B点的信号通道与从B点到A点的信号通道就有可能不完全相同，若差别较大，则可能引起信号失真。

图6是一种改进了的CMOS
开关电路。

与图5相比，在开关的输入端又加了两个反向器JC2和JC3，因反相再反相其方向不变，故所加反相器只起隔离控制电压和CMOS开关的作用。

除此而外。

在Q1和Q2 上又并联了两只分别与它们相同的MOS场效应管Q4 、Q5 ，还加接了一只N沟道MOS管Q3。

Q1和Q2并联上Q4和Q5以后，因并联的原因，跨过A、B两端的电压降将小于简单开关电路的情况，电压降减小。

意味着导通电阻的减小。

当开关S1接地时，Q1、Q4 P沟道MOS场效应管因栅极高电位而截止，Q2 、Q5N沟道MOS场效应管因栅极为低电位也处于截止状态，其结果使AB两端呈断开状态。

Q3是N沟道MOS管，此时因栅极接高电位，使栅极和源极（接地）的PN给正偏置而导通，且导通电阻比较小，如果有来自控制部分的外来干扰信号，就会被Q3旁路。

因而提高了A、B两端处于断开状态时的稳定度。

当开关S1接电源高电位对，分析同图5故不多述。

近年来已将CMOS开关设计成中规模集成电路（MSI），可以解决很多电路中的开关问题。

下面举几个例子加以说明。

CMOS模拟开关集成电路及应用
图7所示是一个具有四个单刀单掷开
关的CMOS集成电路，型号为4016。

其中
每一个开关都是由图6所示的电路组成的。

图中的引出脚①、②相当于图6中的A、B
两点，引出脚③相当于图6中的开关S1 。

在实际使用中并没有开关S1，而是加上一
个幅度相当于电源（＋U）的正脉冲。

当未加正脉冲时，相当于S1接地（低电位）。

开关处于断开状态。

当正脉冲到来时，相当于S1接正电压（高电位），开关处于导通状态。

我们称图中的引出脚1和2；3和4；8和9；10和11组成四个CMOS模拟开关。

它们之间的串音很小，其隔离系数约为50db。

图8是一个由4016组成的增益控制数字化电路。

其中的IC是一个线性放大器，在它的输出与输入之间接上4016CMOS开关，用来控制反馈电阻R1、R2、
R3及R4是否接入电路。

由于控制输入端是低电位时，CMOS开关处于断开状态，故线性放大器的反馈电阻未能接上。

只在控制端为高电位时，因CMOS开关导通而接通反馈电阻网络。

如果在控制输入端输入不同的低电位和高电位信号，就可使反馈电阻因不同组合而得到改变。

在控制输入端为4输入端的情况下，共有16级增益变化，见表一。

采用数字增益控制给我们带来很多好处。

我们知道，音频范围内的电源交流声是比较难以解决的问题，采用屏蔽电缆也不易彻底解决。

如果使用数字信号控制增益，导线中只传输数字信号，上述问题就很容易得到解决。

图9所示为另一种
CMOS集成电路，其型号
为4051。

它是一种单刀8
档开关，引出脚3是开关
的刀，它接到哪一档由加
到控制脚9、10和11的电
压来决定。

表二列出了输
出脚与控制脚的关系。

如
果控制脚都为低态
（A=B=C=）0，输出脚是
13。

若A、B接地，C按
正电压（A=B=0 C=1），
输出脚则是14。

引出脚6
是禁止脚，如果它是高电
位，则全部输入脚和输出
脚均呈
断开状
态。

引出脚7是模拟／数字，它是专为开关用在模拟或数字两种
情况而设计
的。

在模拟情
况时，信号有
正负方向，在数字情况时，则只有高态“1”和低态“0”。

如果4051用于数字电路，则引出脚7接地，若用于模拟电路时，引出脚7与系统最低电平连接，这个最低电平即是模拟电压摆动的下限（往往是负值）。

图10所示是使用4051CMOS开关选择放大器的输入信号。

在控制脚9、10和11输入数字信号，根据表2所指输出脚，即可选择不同的输入通道。

由于CMOS模拟开关在
导通情况下，信号可以沿不
同方向流动，而且使用在模
拟情况下，我们可以把
4051CMOS开关倒过来使
用，见图11。

这时，放大器的输出接到引脚3输入信号，这样就变成一个分配放大器。

如果加在控制脚上的数字信号以一定的速率重复交替变化，则分配放大器的输出端也相应地以一定的速率重复交替变化，实现扫描输出。

4051CMOS开关集成电路可以在2MHZ的速率下扫描输出。

用它作分配放大器，可用一个放大器推动八个输出负载，每个输出端都不会有明显的信号损失。

使用CMOS开关应注意以下几点
（1）CMOS开关与其他CMOS集成电路一样，由于MOS场效应管衬底上的氧化层特别薄，故容易被一定强度的静电荷所击穿。

因此在使用时要采取一定的防静电措施，决不能在通电的情况下接插集成电路，否则电路将被损坏。

（2）通过开关的电流，在使用不同电源电压时有所不同。

在正常情况下，工作电压为3伏到15伏，电流不超过25毫安（图5电路）或15毫安（图6电路），不可强行使开关通过更大的电流，否则会影响电路性能以致烧毁开关电路。

（3）不要把控制引出脚悬空。

记住CMOS电路设计必须遵循的规则，所有的输入端一定要和相关的地方连接好。

由于控制引出脚在集成电路的内部是与反相器相连的，如果将控制引出脚悬空，使CMOS开关处于不稳定状态，反相器很可能将MOS场效应管偏置到线性工作区。

这也有可能使电流剧增而烧环集成电路或其他有关电路。

（4）必须限制输入电压，使输入电压的变化范围不超过电源电压的最大值或
低于地。

由于CMOS集成电路能够安全工作的电压可到15伏，一般来说不会出现什么问题。

在必要的时候可以先减小输入信号，通过开关后再增大信号。

CMOS模拟开关集成电路的种类很多，用途十分广泛，只要掌握了基本原理、性能，必将给我们的工作带来极大的方便。