Texas Instrument TMUX722x 1:1（SPST）雙通道精密開關(guān)是具有閂鎖效應(yīng)抑制特性的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）開關(guān)，采用雙通道1:1（SPST）配置。這些器件搭配單電源（4.5V至44V）、雙電源（±4.5V至±22V）或非對稱電源（例如VDD = 12V、VSS = -5V）工作。TMUX722x可在源極引腳(Sx)和漏極引腳(D)上支持VSS 至VDD 范圍的雙向模擬和數(shù)字信號(hào)。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TMUX722x 1比1（SPST）雙通道精密開關(guān)數(shù)據(jù)手冊.pdf

TMUX722x可以通過控制SEL引腳并打開信號(hào)路徑1（S1至D1）或信號(hào)路徑2（S2至D2）來啟用或禁用。所有邏輯控制輸入均支持1.8V至VDD 邏輯電平，當(dāng)在有效電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)TTL和CMOS邏輯兼容性。失效防護(hù)邏輯電路允許先在控制引腳上施加電壓，然后在電源引腳上施加電壓，從而保護(hù)器件免受潛在的損害。

Texas Instruments TMUX72xx系列具有閂鎖效應(yīng)抑制特性，可防止器件內(nèi)寄生結(jié)構(gòu)之間通常由過壓事件引起的大電流不良事件。閂鎖狀況通常會(huì)一直持續(xù)到電源軌關(guān)閉為止，并可能導(dǎo)致器件故障。TMUX72xx系列開關(guān)和多路復(fù)用器具有防閂鎖特性，可用于惡劣環(huán)境。

特性

• 閉鎖抑制
• ±4.5V至±22V雙電源范圍
• 單電源電壓范圍：4.5V至44V
• 低導(dǎo)通電阻：2.1 Ω
• 工作溫度范圍：-40 °C至++125 °C
• 1.8 V邏輯兼容
• 邏輯引腳上集成下拉電阻
• 失效防護(hù)邏輯
• 軌到軌運(yùn)行
• 雙向工作

功能框圖

德州儀器TMUX722x精密開關(guān)技術(shù)解析

核心特性

1. 電源靈活性

• ?寬電源范圍?：支持±4.5V至±22V雙電源或4.5V至44V單電源工作
• ?非對稱供電?：支持非對稱電源配置(如VDD=12V，VSS=-5V)
• ?低導(dǎo)通電阻?：典型值僅2.1Ω(±15V供電時(shí))

2. 電氣保護(hù)

• ?鎖存免疫?：采用特殊工藝防止過壓事件導(dǎo)致的鎖存效應(yīng)
• ?失效安全邏輯?：控制引腳電壓可先于電源引腳施加(最高44V)
• ?ESD保護(hù)?：2000V HBM和500V CDM等級(jí)

3. 信號(hào)完整性

• ?雙向傳輸?：支持VSS至VDD范圍內(nèi)的雙向模擬/數(shù)字信號(hào)
• ?軌到軌操作?：信號(hào)路徑支持從VSS到VDD的全范圍傳輸
• ?超低電荷注入?：典型值僅0.19pC(±15V供電時(shí))

技術(shù)架構(gòu)

1. 開關(guān)矩陣設(shè)計(jì)

TMUX722x采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳輸門拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)通道包含并聯(lián)的NMOS和PMOS晶體管，確保：

• 低導(dǎo)通電阻平坦度(±15V時(shí)典型0.5Ω)
• 優(yōu)異的線性度(THD+N <0.0005%)
• 寬帶寬(典型45MHz)

2. 控制邏輯

• ?1.8V邏輯兼容?：所有控制輸入支持1.8V至VDD邏輯電平
• ?集成下拉電阻?：約4MΩ內(nèi)部下拉電阻防止引腳浮空
• ?快速切換?：典型開啟時(shí)間145ns(±15V供電)

3. 保護(hù)機(jī)制

• ?過壓保護(hù)?：電源引腳二極管箝位至電源軌
• ?熱管理?：
  • θJA=154.3°C/W(VSSOP封裝)
  • 最高結(jié)溫150℃
• ?電流限制?：連續(xù)電流380mA(25℃時(shí))

關(guān)鍵參數(shù)對比

典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 可編程增益放大器(PGA)

?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：

• 在運(yùn)放反饋路徑配置不同阻值
• 選擇開關(guān)時(shí)重點(diǎn)考慮：
  • 導(dǎo)通電阻平坦度(影響增益精度)
  • 電荷注入(導(dǎo)致輸出電壓偏移)
  • 關(guān)斷泄漏電流(影響高阻抗節(jié)點(diǎn))

?典型配置?：

1. 反饋電阻網(wǎng)絡(luò)：1kΩ、2kΩ、5kΩ
2. 開關(guān)控制邏輯：1.8V MCU直接驅(qū)動(dòng)
3. 電源配置：±15V雙電源

2. 信號(hào)路由系統(tǒng)

?布局指南?：

1. ?電源去耦?：
   • 每電源引腳配置0.1μF+1μF MLCC
   • 盡量靠近器件放置
2. ?信號(hào)走線?：
   • 避免90°轉(zhuǎn)角(采用45°或圓弧轉(zhuǎn)角)
   • 敏感信號(hào)遠(yuǎn)離數(shù)字線路
3. ?接地設(shè)計(jì)?：
   • 使用完整地平面
   • 多via并聯(lián)降低電感

3. 高電壓切換

?安全設(shè)計(jì)?：

1. 確保信號(hào)不超過VSS-VDD范圍
2. 連續(xù)電流不超過溫度降額曲線
3. 考慮開關(guān)瞬態(tài)引起的信號(hào)擾動(dòng)

選型建議

1. 版本選擇

• ?TMUX7221?：SELx=1時(shí)通道導(dǎo)通(常開型)
• ?TMUX7222?：SELx=0時(shí)通道導(dǎo)通(常閉型)

2. 熱設(shè)計(jì)

• 頂部散熱：θJC(top)=52.9°C/W
• PCB優(yōu)化：
  • 使用3oz銅厚
  • 增加散熱過孔陣列
  • 最大化接地銅面積

3. 替代方案

對于更高通道數(shù)需求，可考慮：

• TMUX7219：4通道SPST開關(guān)
• TMUX7308F：8通道多路復(fù)用器

行業(yè)應(yīng)用

1. ?醫(yī)療設(shè)備?：
   • 超聲掃描儀信號(hào)路由
   • 患者監(jiān)護(hù)模擬前端
2. ?工業(yè)自動(dòng)化?：
   • PLC模擬輸入模塊
   • 工廠控制信號(hào)切換
3. ?測試測量?：
   • 有源示波器探頭
   • 半導(dǎo)體測試接口
4. ?通信系統(tǒng)?：
   • 光網(wǎng)絡(luò)信號(hào)分配
   • 基站射頻路徑切換

設(shè)計(jì)資源

TI提供完整開發(fā)支持：

• ?參考設(shè)計(jì)?：TIDA-020031(精密測量系統(tǒng))
• ?仿真模型?：PSpice和IBIS模型
• ?計(jì)算工具?：導(dǎo)通電阻計(jì)算器
• ?應(yīng)用筆記?：
  • 《1.8V邏輯多路復(fù)用器設(shè)計(jì)簡化》
  • 《高電壓模擬開關(guān)的系統(tǒng)級(jí)保護(hù)》

技術(shù)趨勢

隨著工業(yè)4.0發(fā)展，TMUX722x代表的精密開關(guān)技術(shù)將推動(dòng)：

1. 更高精度測量系統(tǒng)(24位ADC前端)
2. 模塊化儀器設(shè)計(jì)
3. 多通道系統(tǒng)集成
4. 惡劣環(huán)境下的可靠運(yùn)行

設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別注意電源去耦和信號(hào)完整性布局，以充分發(fā)揮器件性能。TI創(chuàng)新的鎖存免疫架構(gòu)和失效安全邏輯，為工業(yè)應(yīng)用提供了可靠的信號(hào)路徑解決方案。