MOS管-多路模拟开关应用技巧分享-KIA MOS管

1.性能指标 模拟开关由于采用的是集成MOS管作为开关的器件实现开关功能；由于MOS管自身物理特性，在使用的时候需要注意一下几个性能指标：

2.开关速度： 模拟开关的开关速度一般能达到兆Hz的速度，可以快速实现链路切换。

3.开关耐压： 模拟开由于其应用的信号链路为*板低压工作环境，关耐压值一般在15v以内；常见的有3.3v、5v、12v、15、等最大耐压值；选择时必须注意信号链路的最大电压与器件最大耐压值。

4.开关最大电流： 模拟开关的导通能够承受的最大电流值，现在常见的模拟开关的开关最大电流一般在几百毫安以内；安培级别的模拟开关很少。

5.导通电阻： 常见的模拟开关的导通阻抗一般从几个欧姆到100欧姆之间；在模拟信号和弱信号设计的时候使用模拟开关必须注意这个参数。

6.关断阻抗： 关断阻抗代表着开关的关断能力，关断好坏，一般产品的关断阻抗足以达到抑制相邻两个信号链路相互干扰的能力。

集成多路模拟开关(以下简称多路开关)是自动数据采集、程控增益放大等重要技术领域的常用器件，其实际使用性能的优劣对系统的严谨和可靠性重要影响。

关于多路开关的应用技术，有两点不足：一是对器件自身介绍较多，而对器件与相关电路的合理搭配与协调介绍较少；二是原则性的东西介绍较多，而操作性的东西介绍较少。

研究表明：只有正确选择多路开关的种类，注意多路开关与相关电路的合理搭配与协调，保证各电路单元有合适的工作状态，才能充分发挥多路开关的性能，甚至弥补某性能指标的欠缺，收到预期的效果。

本文从应用的角度出发，研究多路开关的应用技巧。目前市场上的多路开关以 CMOS 电路为主，故以下的讨论除特别说明外，均针对这类产品。

集成多路模拟开关的应用技巧

“先断后通”与“先通后断”的选择

目前市场上的多路开关的通断切换方式大多为“先断后通”(Break-Before-Make)。

在自动数据采集中，应选用“先断后通”的多路开关。否则，就会发生两个通道短接的现象，严重时会损坏信号源或多路开关自身。

然而，在程控增益 放大器 中，若用多路开关来改变集成运算放大器的反馈电阻，以改变放大器的增益，就不宜选用“先断后通”的多路开关。否则，放大器就会出现开环状态。放大器的开环增益极高，易破坏电路的正常工作，甚至损坏元器件，一般应予避免。

选择合适的传输信号输入方式

传输信号一般有单端输入和差动输入两种方式，分别适用于不同的场合。

多路模拟开关的选择注意事项

减小导通电阻的影响

多路开关的导通电阻RON(一般为数10Ω至1kΩ左右)比机械开关的接触电阻(一般为mΩ量级)大得多，对自动数据采集的信号传输精度或程控制增益放大的增益影响较明显，而且RON通道随电源电压高低、传输信号的幅度等的变化而变化，因而其影响难以进行后期修正。实践中一般是设法减小RON来降低其影响。

以CD4051为例，测试发现［1］：CD4051的RON随电源电压和输入模拟电压的变化而变化。当VDD=5V、VEE=0V时，RON=280Ω，且随V1的变化突变；当VDD》10V、VEE=0V时，RON=100Ω，且随V1的变化缓变。

可见，适当提高CD4051的VDD有利于减小RON的影响。必须注意：提高VDD的同时，应相应提高选通控制端A、B、C的输入逻辑电平。

例如：取VDD=12V(VEE=0V)，可采用电源电压上拉箝位的方法，上拉电阻的阻值取1.5kΩ以上，使选通控制端信号的有效高电平不低于6V。这样，既保证CD4051理想导通(RON小，又实现了CMOS电平与TTL电平的转换(μP一般为TTL电平)。

可见，根据具体情况，适当提高多路开关的电源电压，是降低其RON影响的一种有效措施。此外，适当提高电源电压，还可以同时减小导通电阻路差ΔRON和加快开关速度。

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