TMUX722x：高性能CMOS開關(guān)的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)中，開關(guān)器件的選擇至關(guān)重要，它直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。今天，我們就來深入探討一款性能卓越的開關(guān)器件——TMUX722x。

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一、器件概述

TMUX722x屬于互補(bǔ)金屬 - 氧化物半導(dǎo)體（CMOS）開關(guān)，具備雙通道、1:1（SPST）配置，并且擁有抗閉鎖特性。它的供電方式非常靈活，既可以采用單電源（4.5 V至44 V），也能使用雙電源（±4.5 V至±22 V），甚至不對(duì)稱電源（如 (V{DD}=12 ~V) ， (V{SS}=-5 ~V) ）也能正常工作。這使得它在各種不同的電源環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行，為工程師的設(shè)計(jì)提供了極大的便利。

二、器件特性亮點(diǎn)

2.1 抗閉鎖設(shè)計(jì)

閉鎖現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致器件內(nèi)部寄生結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)不良的大電流事件，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致器件失效。而TMUX722x的抗閉鎖特性使其能夠在惡劣環(huán)境下可靠工作，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這對(duì)于一些對(duì)穩(wěn)定性要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景，如工業(yè)控制和醫(yī)療設(shè)備等，尤為重要。我們?cè)谠O(shè)計(jì)這類系統(tǒng)時(shí)，再也不用擔(dān)心閉鎖問題帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)了。

2.2 寬電源范圍

其雙電源范圍為±4.5 V至±22 V，單電源范圍為4.5 V至44 V。如此寬的電源范圍，讓它可以適應(yīng)不同的電源系統(tǒng)，無論是低電壓的精密電路，還是高電壓的工業(yè)應(yīng)用，TMUX722x都能輕松應(yīng)對(duì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，靈活選擇合適的電源供電方式，而不必?fù)?dān)心電源兼容性問題。

2.3 低導(dǎo)通電阻

導(dǎo)通電阻低至2.1 Ω，這意味著在信號(hào)傳輸過程中，能夠有效減少信號(hào)的損耗和失真，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。特別是在對(duì)信號(hào)精度要求較高的應(yīng)用中，如高精度測(cè)量設(shè)備和信號(hào)處理電路，低導(dǎo)通電阻的優(yōu)勢(shì)就更加明顯了。

2.4 寬工作溫度范圍

它可以在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內(nèi)正常工作。這使得它適用于各種惡劣的工作環(huán)境，無論是高溫的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，還是低溫的戶外設(shè)備，TMUX722x都能穩(wěn)定運(yùn)行，為系統(tǒng)的可靠性提供了有力保障。

2.5 1.8 V邏輯兼容

邏輯引腳與1.8 V邏輯兼容，并且集成了下拉電阻，還具備故障安全邏輯。這不僅方便與低電壓的處理器和邏輯電路進(jìn)行接口，還能在一定程度上保護(hù)器件免受損壞。在設(shè)計(jì)數(shù)字與模擬混合電路時(shí)，這種兼容性和保護(hù)機(jī)制可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)。

2.6 軌到軌和雙向操作

支持軌到軌操作和雙向信號(hào)傳輸，這使得它在處理各種類型的信號(hào)時(shí)更加靈活。無論是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)，都能在源（Sx）和漏（D）引腳之間進(jìn)行雙向傳輸，并且信號(hào)范圍可以從 (V{SS}) 到 (V{DD}) 。這種特性在許多復(fù)雜的信號(hào)處理和切換應(yīng)用中非常有用。

三、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

TMUX722x憑借其出色的性能，在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用：

• 光通信和光測(cè)試設(shè)備：在光通信系統(tǒng)中，需要高精度的信號(hào)切換和處理，TMUX722x的低導(dǎo)通電阻和低泄漏電流能夠確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸和切換，提高系統(tǒng)的性能。
• HVAC控制器：在HVAC系統(tǒng)中，需要對(duì)各種傳感器信號(hào)進(jìn)行采集和處理，TMUX722x可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的切換和選擇，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 超聲掃描儀：超聲掃描儀對(duì)信號(hào)的精度和穩(wěn)定性要求極高，TMUX722x的高性能特性可以滿足其對(duì)信號(hào)處理的嚴(yán)格要求，提高圖像的質(zhì)量和診斷的準(zhǔn)確性。
• 工廠自動(dòng)化和工業(yè)控制：在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)各種模擬和數(shù)字信號(hào)進(jìn)行切換和控制，TMUX722x的抗閉鎖特性和寬工作溫度范圍使其能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，確保系統(tǒng)的可靠性。
• 可編程邏輯控制器（PLC）和模擬輸入模塊：在PLC和模擬輸入模塊中，需要對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行選擇和切換，TMUX722x可以實(shí)現(xiàn)高效的信號(hào)切換，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。
• 半導(dǎo)體測(cè)試：在半導(dǎo)體測(cè)試過程中，需要對(duì)各種測(cè)試信號(hào)進(jìn)行精確控制和切換，TMUX722x的低導(dǎo)通電阻和低泄漏電流可以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
• 患者監(jiān)測(cè)和診斷：在醫(yī)療設(shè)備中，對(duì)信號(hào)的精度和可靠性要求極高，TMUX722x的高性能特性可以滿足醫(yī)療設(shè)備對(duì)信號(hào)處理的嚴(yán)格要求，保障患者的安全和健康。

四、引腳配置與功能

TMUX722x采用DGS（VSSOP，10）封裝，其引腳配置和功能如下：

• S1和S2：源引腳1和2，可作為輸入或輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體的電路設(shè)計(jì)，將其連接到不同的信號(hào)源或負(fù)載。
• N.C.：無內(nèi)部連接，可短接到GND或懸空。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)具體情況決定如何處理該引腳，以避免對(duì)電路產(chǎn)生不必要的影響。
• GND：接地（0 V）參考，為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的參考電位。
• VDD：正電源，為器件提供正電源電位。為了保證可靠運(yùn)行，需要在VDD和GND之間連接一個(gè)0.1 μF至10 μF的去耦電容，以減少電源噪聲的影響。
• SEL1和SEL2：邏輯控制輸入，具有內(nèi)部下拉電阻，用于控制開關(guān)連接。通過控制這兩個(gè)引腳的邏輯電平，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)路徑的選擇和切換。
• VSS：負(fù)電源，在單電源應(yīng)用中可連接到地。同樣，為了保證可靠運(yùn)行，需要在VSS和GND之間連接一個(gè)0.1 μF至10 μF的去耦電容。
• D1和D2：漏引腳1和2，可作為輸入或輸出。與源引腳類似，可根據(jù)具體的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行連接。

五、電氣特性分析

5.1 絕對(duì)最大額定值

在使用TMUX722x時(shí)，需要注意其絕對(duì)最大額定值，包括電源電壓、邏輯控制輸入引腳電壓和電流、源或漏電壓和電流、環(huán)境溫度、存儲(chǔ)溫度、結(jié)溫度和總功耗等。超出這些額定值可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)限制。例如，電源電壓 (V{DD}-V{SS}) 最大不能超過48 V，環(huán)境溫度范圍為 -55°C至150°C等。

5.2 ESD額定值

該器件的靜電放電（ESD）額定值為人體模型（HBM）±2000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）±500 V。這表明它具有一定的抗靜電能力，但在實(shí)際操作中，仍然需要采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施，以避免ESD對(duì)器件造成損壞。

5.3 熱信息

了解器件的熱信息對(duì)于確保其正常工作非常重要。TMUX722x的熱阻參數(shù)包括結(jié)到環(huán)境熱阻、結(jié)到外殼（頂部）熱阻、結(jié)到板熱阻等。這些參數(shù)可以幫助我們?cè)谠O(shè)計(jì)散熱方案時(shí)，合理選擇散熱設(shè)備，確保器件在工作過程中不會(huì)因?yàn)檫^熱而影響性能。

5.4 推薦工作條件

推薦工作條件包括電源電壓差分、正電源電壓、信號(hào)路徑輸入/輸出電壓、地址或使能引腳電壓、源或漏連續(xù)電流和環(huán)境溫度等。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)盡量使器件工作在推薦工作條件范圍內(nèi)，以保證其性能和可靠性。例如，電源電壓差分 (V{DD}-V{SS}) 應(yīng)在4.5 V至44 V之間，環(huán)境溫度應(yīng)在 -40°C至125°C之間。

5.5 不同電源下的電氣特性

在不同的電源條件下，TMUX722x的電氣特性會(huì)有所不同。例如，在±15 V雙電源、44 V單電源和12 V單電源等情況下，其導(dǎo)通電阻、導(dǎo)通電阻失配、導(dǎo)通電阻平坦度、導(dǎo)通電阻漂移、泄漏電流等參數(shù)都有具體的數(shù)值范圍。這些特性數(shù)據(jù)可以幫助我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體的電源條件和性能要求，選擇合適的工作模式和參數(shù)設(shè)置。

六、參數(shù)測(cè)量方法

6.1 導(dǎo)通電阻測(cè)量

導(dǎo)通電阻是衡量開關(guān)性能的重要參數(shù)之一。通過測(cè)量源（Sx）和漏（D）引腳之間的電壓和電流，然后根據(jù) (R{ON}=V / I{SD}) 公式計(jì)算得出導(dǎo)通電阻。在實(shí)際測(cè)量中，需要注意測(cè)量電路的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。

6.2 泄漏電流測(cè)量

泄漏電流包括關(guān)斷泄漏電流和導(dǎo)通泄漏電流。關(guān)斷泄漏電流分為源關(guān)斷泄漏電流和漏關(guān)斷泄漏電流，導(dǎo)通泄漏電流分為源導(dǎo)通泄漏電流和漏導(dǎo)通泄漏電流。通過特定的測(cè)量電路，可以準(zhǔn)確測(cè)量這些泄漏電流，從而評(píng)估器件的性能。在設(shè)計(jì)高精度電路時(shí)，泄漏電流的大小會(huì)直接影響到電路的精度和穩(wěn)定性，因此需要嚴(yán)格控制泄漏電流。

6.3 開關(guān)時(shí)間測(cè)量

開關(guān)時(shí)間包括導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。導(dǎo)通時(shí)間是指控制輸入信號(hào)上升超過邏輯閾值后，輸出信號(hào)上升到90%所需的時(shí)間；關(guān)斷時(shí)間是指控制輸入信號(hào)下降超過邏輯閾值后，輸出信號(hào)下降到10%所需的時(shí)間。準(zhǔn)確測(cè)量開關(guān)時(shí)間對(duì)于評(píng)估器件的響應(yīng)速度和信號(hào)處理能力非常重要。在高速信號(hào)處理電路中，開關(guān)時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)直接影響到信號(hào)的傳輸速度和質(zhì)量。

6.4 其他參數(shù)測(cè)量

還包括傳播延遲、電荷注入、關(guān)斷隔離、串?dāng)_、帶寬、總諧波失真 + 噪聲和電源抑制比等參數(shù)的測(cè)量。這些參數(shù)的測(cè)量方法都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和電路，通過準(zhǔn)確測(cè)量這些參數(shù)，可以全面了解器件的性能，為電路設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。例如，在設(shè)計(jì)高頻電路時(shí)，需要關(guān)注帶寬和串?dāng)_等參數(shù)，以確保信號(hào)的高頻特性和抗干擾能力。

七、應(yīng)用與設(shè)計(jì)建議

7.1 應(yīng)用信息

TMUX722x屬于精密開關(guān)和多路復(fù)用器系列器件，具有低導(dǎo)通電阻、低導(dǎo)通和關(guān)斷泄漏電流以及超低電荷注入性能。這些特性使其非常適合用于需要選擇兩個(gè)輸入或輸出之一的高精度工業(yè)系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體的系統(tǒng)需求，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高精度的信號(hào)切換和處理。

7.2 典型應(yīng)用 - 開關(guān)增益放大器

在開關(guān)增益放大器（離散可編程增益放大器，PGA）中，TMUX722x可以用于放大器電路的反饋路徑，通過選擇不同的電阻值，實(shí)現(xiàn)可配置的增益控制。在設(shè)計(jì)此類應(yīng)用時(shí)，需要考慮器件的泄漏電流、導(dǎo)通電阻和電荷注入等性能指標(biāo)，以確保系統(tǒng)的增益精度和穩(wěn)定性。例如，在選擇器件時(shí)，應(yīng)選擇泄漏電流小、導(dǎo)通電阻低且電荷注入小的器件，以減少對(duì)增益控制的影響。

7.3 電源供應(yīng)建議

為了確保TMUX722x的性能和穩(wěn)定性，需要注意電源供應(yīng)。應(yīng)使用10 μF至10 μF的去耦電容在 (V{DD}) 和 (V{SS}) 引腳與地之間進(jìn)行電源去耦，以減少電源噪聲的影響。同時(shí)，應(yīng)選擇多層陶瓷芯片電容器（MLCC），因?yàn)樗鼈兙哂械偷刃Т?lián)電阻（ESR）和電感（ESL）特性，能夠更好地抑制電源噪聲。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，還需要注意電容的放置位置，應(yīng)盡量將其靠近電源引腳，以提高去耦效果。

7.4 布局設(shè)計(jì)

在PCB布局設(shè)計(jì)中，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 避免90°角的PCB走線，盡量采用圓角走線，以減少信號(hào)反射和阻抗變化。在實(shí)際布線時(shí)，可以使用專門的布線工具和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)圓角走線，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
• 高速信號(hào)應(yīng)盡量減少過孔和拐角的使用，以降低信號(hào)反射和干擾。如果必須使用過孔，應(yīng)增加過孔周圍的間隙尺寸，以減少其電容。在設(shè)計(jì)高速電路時(shí)，過孔的數(shù)量和布局會(huì)對(duì)信號(hào)的傳輸產(chǎn)生重要影響，因此需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)。
• 輸入線應(yīng)盡量短，以減少信號(hào)延遲和干擾。在布局時(shí)，應(yīng)合理規(guī)劃輸入線的路徑，避免過長(zhǎng)的走線。
• 使用實(shí)心接地平面，以減少電磁干擾（EMI）。實(shí)心接地平面可以提供良好的接地路徑，降低電磁干擾的影響。
• 避免敏感的模擬走線與數(shù)字走線平行，盡量避免交叉。如果必須交叉，應(yīng)采用垂直交叉的方式，以減少干擾。在設(shè)計(jì)混合信號(hào)電路時(shí)，模擬和數(shù)字信號(hào)的隔離非常重要，需要采取有效的措施來減少它們之間的相互干擾。

八、總結(jié)

TMUX722x是一款性能卓越、功能強(qiáng)大的CMOS開關(guān)器件，具有抗閉鎖、寬電源范圍、低導(dǎo)通電阻、寬工作溫度范圍、1.8 V邏輯兼容等眾多優(yōu)點(diǎn)。它在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，并且在引腳配置、電氣特性、參數(shù)測(cè)量和應(yīng)用設(shè)計(jì)等方面都有詳細(xì)的規(guī)范和建議。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，TMUX722x無疑是一個(gè)值得考慮的優(yōu)秀選擇。你在使用類似開關(guān)器件時(shí)，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。