探索TS12A4516/TS12A4517：高性能CMOS模擬開關(guān)的奧秘

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，選擇合適的模擬開關(guān)至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解德州儀器（TI）的TS12A4516和TS12A4517這兩款雙電源、低導(dǎo)通電阻的單刀單擲（SPST）CMOS模擬開關(guān)，看看它們有哪些獨特的性能和應(yīng)用場景。

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1. 產(chǎn)品概述

TS12A4516和TS12A4517是低電壓、雙電源CMOS模擬開關(guān)，具備極低的開關(guān)導(dǎo)通電阻。其中，TS12A4516為常開（NO）型，TS12A4517為常閉（NC）型。它們能夠在±1V至±6V的雙電源下連續(xù)工作，適用于處理軌到軌的模擬信號。

2. 產(chǎn)品特性

2.1 電源適應(yīng)性

這兩款開關(guān)支持±1V至±6V的雙電源供電，不過在實際測試和規(guī)格制定中，主要針對±5V、±3.3V和±1.8V這幾種電源電壓。不同電源電壓下，開關(guān)的導(dǎo)通電阻有所不同：

• ±5V電源時，導(dǎo)通電阻最大為25Ω。
• ±3.3V電源時，導(dǎo)通電阻最大為35Ω。
• ±1.8V電源時，導(dǎo)通電阻最大為47Ω。

大家在設(shè)計電路時，需要根據(jù)實際的電源情況和對導(dǎo)通電阻的要求來選擇合適的電源電壓。

2.2 低泄漏電流

無論是關(guān)斷狀態(tài)還是導(dǎo)通狀態(tài)，這兩款開關(guān)都具有極低的泄漏電流：

• 在25°C時，關(guān)斷和導(dǎo)通泄漏電流最大均為5nA。
• 在85°C時，關(guān)斷和導(dǎo)通泄漏電流最大均為10nA。 低泄漏電流特性有助于減少電路中的功耗和信號干擾，提高電路的穩(wěn)定性和精度。

2.3 快速開關(guān)速度

開關(guān)速度也是衡量模擬開關(guān)性能的重要指標。TS12A4516和TS12A4517具有快速的開關(guān)速度，在±5V電源下，導(dǎo)通時間(t{ON}=85ns)，關(guān)斷時間(t{OFF}=50ns)。這種快速的開關(guān)速度使得它們能夠滿足一些對信號切換速度要求較高的應(yīng)用場景。

2.4 其他特性

• 低電荷注入：在±5V電源下，電荷注入僅為13pC，有助于減少信號失真。
• 先斷后通操作：即(t{ON}>t{OFF})，避免在開關(guān)切換過程中出現(xiàn)信號短路的情況。
• 抗閂鎖性能：超過100mA（符合JESD 78，Class II標準），提高了器件的可靠性。
• ESD性能：通過了多種ESD測試標準，包括2500V人體模型（A114 - F）、1000V充電設(shè)備模型（C101 - C）和250V機器模型（A115 - A），增強了器件的抗靜電能力。

3. 引腳配置與功能

TS12A4516和TS12A4517有不同的封裝形式，如8引腳的SOIC - D和5引腳的SOP（SOT - 23） - DBV。它們的引腳功能如下：

• COM：公共端。
• NO/NC：常開/常閉端。
• V+：正電源。
• V -：負電源。
• IN：數(shù)字控制端，用于控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。

輸入信號的高低電平?jīng)Q定了開關(guān)的狀態(tài)，對于TS12A4516，低電平為關(guān)斷，高電平為導(dǎo)通；對于TS12A4517，低電平為導(dǎo)通，高電平為關(guān)斷。

4. 電氣特性

文檔中詳細給出了在±5V、±3.3V和±1.8V電源下的電氣特性參數(shù)，包括模擬信號范圍、導(dǎo)通電阻、泄漏電流、開關(guān)時間、電荷注入、電容、帶寬、隔離度和總諧波失真等。例如，在±5V電源下，帶寬可達464MHz，關(guān)斷隔離度為 - 83dB，總諧波失真僅為0.07%。這些參數(shù)為工程師在不同電源條件下的電路設(shè)計提供了重要參考。

5. 應(yīng)用信息

5.1 電源供應(yīng)考慮

TS12A4516和TS12A4517的獨特之處在于只有兩個電源引腳(V{+})和(V{-})，它們不僅驅(qū)動內(nèi)部CMOS開關(guān)，還設(shè)定了模擬電壓的限制。內(nèi)部的ESD保護二極管會在模擬信號超出(V{+})或(V{-})時導(dǎo)通，大部分模擬泄漏電流來自這些二極管。同時，(V{+})和(V{-})還為內(nèi)部邏輯和邏輯電平轉(zhuǎn)換器供電。

在使用時，如果需要單電源供電，可考慮引腳兼容的TS12A4514和TS12A4515。另外，要特別注意邏輯電平閾值的問題，由于沒有接地引腳，邏輯電平閾值參考(V{+})，當(dāng)(V{+})在6V至3V之間時，閾值限制為(V{+} - 1.5V)和(V{+} - 3.5V)；當(dāng)(V{+}=2V)時，邏輯閾值約為0.6V。千萬不要將(V{+})連接到3V，同時將邏輯電平引腳連接到5V電源的邏輯信號，否則可能會損壞器件。

5.2 測試電路與時序圖

文檔中提供了電荷注入、開關(guān)時間、關(guān)斷隔離和導(dǎo)通損耗以及電容測量的測試電路和時序圖。這些測試電路和時序圖有助于工程師更好地理解和驗證器件的性能，在實際設(shè)計中進行準確的測試和調(diào)試。

6. 封裝與訂購信息

TS12A4516和TS12A4517有多種可訂購的型號，對應(yīng)不同的封裝形式和包裝數(shù)量。例如，TS12A4516D為8引腳SOIC - D封裝，有75個/管的包裝；TS12A4516DBVR為5引腳SOT - 23 - DBV封裝，有3000個/大卷帶的包裝。同時，文檔還提供了詳細的封裝材料信息，包括卷帶尺寸、管裝尺寸、封裝外形圖、示例電路板布局和示例模板設(shè)計等，方便工程師進行PCB設(shè)計和生產(chǎn)。

綜上所述，TS12A4516和TS12A4517以其低導(dǎo)通電阻、低泄漏電流、快速開關(guān)速度和良好的ESD性能等優(yōu)點，在電子電路設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用前景。電子工程師們在進行相關(guān)設(shè)計時，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求和電路條件，合理選擇這兩款模擬開關(guān)，并參考文檔中的各項參數(shù)和信息進行優(yōu)化設(shè)計。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。