探索TMUX611x系列：高精度四通道SPST開關(guān)的卓越性能

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，開關(guān)的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度起著關(guān)鍵作用。今天，我們將深入探討德州儀器（Texas Instruments）的TMUX6111、TMUX6112和TMUX6113這三款高精度四通道單刀單擲（SPST）開關(guān)。

文件下載：tmux6113.pdf

產(chǎn)品概述

TMUX611x系列是現(xiàn)代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）器件，能夠在雙電源（±5V至±17V）、單電源（10V至17V）或非對(duì)稱電源下穩(wěn)定工作。每個(gè)通道可通過對(duì)應(yīng)的SELx引腳獨(dú)立控制開關(guān)狀態(tài)，適用于多種工業(yè)和測(cè)試應(yīng)用。

核心特性

寬電源范圍

支持±5V至±17V的雙電源和10V至17V的單電源，能滿足不同電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，為工程師提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性。

低電容與低泄漏電流

• 低導(dǎo)通電容僅為4.2pF，可減少信號(hào)失真和干擾，提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
• 低輸入泄漏電流為5pA，有助于降低功耗，延長(zhǎng)電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

  低電荷注入

  電荷注入僅為0.6pC，能有效減少開關(guān)切換時(shí)的電荷干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。

  軌到軌操作

  輸入信號(hào)可在VSS至VDD之間擺動(dòng)，無(wú)需擔(dān)心信號(hào)幅度受限，確保了信號(hào)的完整傳輸。

  低導(dǎo)通電阻

  導(dǎo)通電阻低至120Ω，可降低信號(hào)傳輸過程中的損耗，提高信號(hào)的傳輸效率。

  快速開關(guān)時(shí)間

  開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間僅為66ns，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的信號(hào)切換，滿足高速應(yīng)用的需求。

  先斷后通切換（TMUX6113）

  TMUX6113具備先斷后通的切換功能，可避免在切換過程中出現(xiàn)信號(hào)短路的情況，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

  ESD保護(hù)

  所有引腳均具備±2kV的人體模型（HBM）靜電放電（ESD）保護(hù)，增強(qiáng)了器件的抗干擾能力，降低了因靜電放電而損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

  多種封裝形式

  提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的TSSOP和更小的WQFN封裝，方便工程師根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適的封裝。

應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化與過程控制

在工廠自動(dòng)化和工業(yè)過程控制中，TMUX611x系列可用于模擬輸入模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種傳感器信號(hào)的精確切換和采集，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

可編程邏輯控制器（PLC）

在PLC中，該系列開關(guān)可用于信號(hào)的選擇和切換，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。

半導(dǎo)體和電池測(cè)試設(shè)備

在半導(dǎo)體和電池測(cè)試設(shè)備中，TMUX611x系列的高精度和低泄漏電流特性可確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)參數(shù)詳解

絕對(duì)最大額定值

了解器件的絕對(duì)最大額定值對(duì)于確保其安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。該系列器件的電源電壓、輸入電流、環(huán)境溫度等參數(shù)都有明確的限制，超出這些限制可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞。

ESD額定值

所有引腳具備±2000V的人體模型（HBM）和±500V的帶電設(shè)備模型（CDM）ESD保護(hù)，能有效防止靜電放電對(duì)器件造成的損害。

熱信息

不同封裝形式的器件具有不同的熱阻特性，如TSSOP封裝的結(jié)到環(huán)境熱阻為111.0°C/W，WQFN封裝為51.9°C/W。在設(shè)計(jì)散熱方案時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的封裝。

推薦工作條件

為了確保器件的最佳性能，推薦的電源電壓差為10V至34V，單電源電壓為10V至17V。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量使器件工作在推薦的條件范圍內(nèi)。

電氣特性

在雙電源±15V和單電源12V的條件下，該系列器件的導(dǎo)通電阻、泄漏電流、開關(guān)時(shí)間等電氣特性都有詳細(xì)的參數(shù)說(shuō)明。這些參數(shù)會(huì)隨著溫度和輸入電壓的變化而有所不同，在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮這些因素。

典型應(yīng)用案例：采樣保持電路

設(shè)計(jì)需求

以一個(gè)2輸出采樣保持電路為例，該電路需要支持高達(dá)±15V的高電壓輸出擺幅，同時(shí)要盡量減少基座誤差和縮短建立時(shí)間。

詳細(xì)設(shè)計(jì)過程

使用TMUX6111、TMUX6112或TMUX6113開關(guān)與電壓保持電容（CH）配合實(shí)現(xiàn)采樣保持功能。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，對(duì)輸入電壓進(jìn)行采樣并給保持電容充電；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，保持電容保持之前的電壓值，確保放大器輸出的穩(wěn)定。

優(yōu)勢(shì)分析

該系列開關(guān)的超低電荷注入（僅0.6pC）和超低泄漏電流特性，可有效減少采樣誤差和電壓下降，提高電路的精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，其支持高達(dá)±17V的雙電源操作，能滿足高電壓應(yīng)用的需求。

設(shè)計(jì)建議

電源供應(yīng)

為了提高電源的抗干擾能力，建議在VDD和VSS引腳與地之間連接0.1μF至10μF的去耦電容。在雙電源或非對(duì)稱電源應(yīng)用中，應(yīng)先對(duì)VSS進(jìn)行上電，再對(duì)VDD進(jìn)行上電。

PCB布局

• 盡量縮短輸入線的長(zhǎng)度，減少信號(hào)干擾。
• 使用實(shí)心接地平面，有助于散熱和降低電磁干擾（EMI）。
• 避免敏感的模擬走線與數(shù)字走線平行，必要時(shí)應(yīng)采用垂直交叉的方式。

TMUX611x系列開關(guān)以其卓越的性能和豐富的特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)高精度、高可靠性的電路時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和條件，合理選擇器件和設(shè)計(jì)方案，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。你在使用類似開關(guān)器件時(shí)遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。