請注意模擬開關(guān)和多路復(fù)用器，它們是信號通道的關(guān)鍵元件。設(shè)計人員應(yīng)當了解這些重要模擬部件的應(yīng)用和規(guī)格。

　　要 點

　　模擬開關(guān)的主要規(guī)格是電壓、導(dǎo)通電阻、電容、電荷注入、速度和封裝。

　　介質(zhì)絕緣工藝可防止一些開關(guān)的閂鎖。

　　開關(guān)的工作范圍從直流到 400 MHz ，甚至更高。

　　MEMS (微機電系統(tǒng))開關(guān)在高頻下運行良好，但存在可靠性問題，并且封裝費用昂貴。

　　如果您是在仿真一個模擬開關(guān)，要確保對全部寄生成分的建模。

　　沒有哪個 IC 原理圖符號能比模擬開關(guān)的符號更簡單(圖 1a )。一個基本開關(guān)僅包括輸入、輸出、控制腳和一對電源腳。然而，在這簡單的外觀(圖 1b )后面，隱藏著極其復(fù)雜的東西。很多規(guī)格，包括電源電壓和導(dǎo)通電阻，都對部件運行非常重要。模擬開關(guān)也有許多交流規(guī)格，如帶寬和開關(guān)時間。所有這些規(guī)格(包括泄漏電流)都會隨溫度而變化，有時是徹底改變。與其它所有模擬部件一樣，開關(guān)也有相互作用并有一組連續(xù)值的規(guī)格。這些規(guī)格并非白或黑，而是灰色梯度。

　　一個模擬開關(guān)是復(fù)雜的，但要把它們聯(lián)結(jié)成組，或者把它們集成到一個 IC 里以提供 DPDT (雙刀雙擲)功能或多路復(fù)用器，就會更加復(fù)雜。例如，一個為 ADC 送入信號的多路復(fù)用器應(yīng)當是一種先開后合的器件——也就是說，在接通之前，它應(yīng)當斷開觸點，防止輸入信號相互短路。但是一個音頻輸出上的多路復(fù)用器可能需要先合后開器件——也就是說，它必須先接通，然后再斷開，以防止音頻信號中出現(xiàn)令人不快的卡嗒聲和爆破音。如所有模擬部件一樣，事情要比第一眼看上去更復(fù)雜。

　尋找新用途

　　模擬開關(guān)總是在儀器和工業(yè)市場中占有一席之地。數(shù)據(jù)采集卡重定模擬輸入的路徑，為接至 ADC 的測量提供多個通道，并把模擬輸出傳遞到連接器或內(nèi)部電路節(jié)點。這些卡中的模擬開關(guān)和多路復(fù)用器傳統(tǒng)上是高壓部件，以保持它們的工業(yè)、軍用和醫(yī)用傳統(tǒng)。這些有幾十年歷史的應(yīng)用將永遠存在，但是幾項新的技術(shù)進展正在使模擬開關(guān)的使用發(fā)生巨大的變化。

　　模擬開關(guān)最大規(guī)模用途之一是手機和其它的手提消費設(shè)備。Fairchild Semiconductor 的開關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)線總監(jiān) Jerry Johnston 稱：“我不知道哪款手機里一個開關(guān)也沒有?！贝笮『凸δ苁请娫捴惺褂媚M開關(guān)的推動因素。手機外殼中只有很小的空間放置連接器，這意味著模擬開關(guān)必須將信號從多個 IC 傳遞到一個 USB 端口、視頻端口、音頻端口或電源連接器。這些開關(guān)也有多種功能，這更增加了在手機中的應(yīng)用。一款手機通常包括一只基帶 IC 和 RF 信號鏈。一款全功能手機也可能要帶有數(shù)碼相機和攝像頭，兩者都有相關(guān)的閃存系統(tǒng)，并且能做 MP3 和視頻播放器。它也支持 USB、藍牙和無線 LAN 連接。Johnston了解一些高端手機有多達 14 個模擬開關(guān)。

　　基于類似的原因，模擬開關(guān)日益增長的另一應(yīng)用是便攜計算機。即使最基本的筆記本電腦也有攝像頭、 IR(紅外線)端口、藍牙和無線功能。此外與手機類似，便攜計算機只有有限的外表面供放置連接器。盡管不像手機的空間限制那么嚴格，但是這種約束仍然為模擬開關(guān)提供了許多應(yīng)用。

　　家庭娛樂設(shè)施是模擬開關(guān)的另一種大批量應(yīng)用。任何一個裝配電視、 DVD 播放機、立體聲收音機、游戲系統(tǒng)、有線系統(tǒng)和計算機的人，都可以證實這些任務(wù)要求的視頻與音頻信號布線挑戰(zhàn)。如同手機一樣，這些家庭娛樂系統(tǒng)可能用到一些數(shù)字信號，但是仍然必須使用模擬開關(guān)來完成該設(shè)備的信號傳送。例如，許多家庭娛樂系統(tǒng)有多個 HDMI(高清晰多媒體接口)數(shù)字信號通道，這些產(chǎn)品需要模擬開關(guān)傳送那些信號，因為使用數(shù)字開關(guān)能引起扭曲及延遲。數(shù)字開關(guān)在完成功率時會建立一個或多個門延遲，那些延遲可能不確定，而是隨著開關(guān)路由或溫度而更改，門的上升和下降次數(shù)可能更改數(shù)字信號的占空比。

　　模擬開關(guān)的另一個大量應(yīng)用是車載娛樂設(shè)備，它有與家庭娛樂系統(tǒng)一樣的信號路由問題，而且空間更少。汽車電子設(shè)備，或“telematics”(車載通信系統(tǒng))同時包含了信號路由以及娛樂、計算機和手機環(huán)境的管理挑戰(zhàn)。

　　重要規(guī)格

　　模擬開關(guān)能經(jīng)受的電壓與機械開關(guān)的額定電壓一樣重要，有時它指示出開關(guān)的預(yù)期市場。12V到 36V開關(guān)的目標常常是儀表、軍用和醫(yī)用市場。那些必須從外部測量一些未知電壓的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也得益于采用高額定電壓的模擬開關(guān)。因為設(shè)計人員無法控制所測電壓的水平，所以，重要的是開關(guān)能承受盡可能高的電壓。對于可靠性的同樣要求，促進了對介質(zhì)絕緣模擬開關(guān)和故障保護模擬開關(guān)的開發(fā)。