模擬開關(guān)用途和基本操作

本應(yīng)用筆記描述了傳輸門的用途和基本操作。本文解釋了如何使用傳輸門以的電路板面積投資來快速隔離多個(gè)信號(hào)，并且這些關(guān)鍵信號(hào)的特性下降可以忽略不計(jì)。DS3690 是示例設(shè)備。

本應(yīng)用筆記描述了傳輸門的用途和基本操作。本文解釋了如何使用傳輸門以的電路板面積投資來快速隔離多個(gè)信號(hào)，并且這些關(guān)鍵信號(hào)的特性下降可以忽略不計(jì)。DS3690 是示例設(shè)備。
傳輸門是一種模擬開關(guān)，可以選擇性地阻止信號(hào)傳輸。在本應(yīng)用筆記中，我們將定義傳輸門的含義、其基本操作和終目的。例如，DS3690 器件用于隔離多個(gè)信號(hào)，并且對(duì)電路板面積的投資，并且這些關(guān)鍵信號(hào)的特性下降可以忽略不計(jì)。
基本操作
傳輸門或模擬開關(guān)被定義為一種電子元件，它將選擇性地阻止或傳遞從輸入到輸出的信號(hào)電平。該固態(tài)開關(guān)由 pMOS 晶體管和 nMOS 晶體管組成。控制柵極以互補(bǔ)方式偏置，使得兩個(gè)晶體管要么導(dǎo)通，要么截止。
當(dāng)節(jié)點(diǎn) A 上的電壓為邏輯 1 時(shí)，互補(bǔ)邏輯 0 被施加到低電平有效節(jié)點(diǎn) A，從而允許兩個(gè)晶體管導(dǎo)通并將 IN 處的信號(hào)傳遞到 OUT。當(dāng)節(jié)點(diǎn) A 上的低電平有效電壓為邏輯 0 時(shí)，互補(bǔ)邏輯 1 被施加到節(jié)點(diǎn) A，關(guān)閉兩個(gè)晶體管并在 IN 和 OUT 節(jié)點(diǎn)上強(qiáng)制形成高阻抗?fàn)顟B(tài)。這種高阻抗條件代表 DS3690 通道可能向下游反映的第三種“狀態(tài)”（高、低或高阻抗）。
原理圖（圖 1）包括 IN 和 OUT 的任意標(biāo)簽，因?yàn)槿绻@些標(biāo)簽顛倒，電路將以相同的方式運(yùn)行。該設(shè)計(jì)提供真正的雙向連接，且不會(huì)降低輸入信號(hào)的質(zhì)量。

傳輸門的示意圖。

傳輸門的常見電路符號(hào)描述了電路操作的雙向性質(zhì)（圖 2）。

電路符號(hào)。

傳輸門有什么用？
傳輸門通常用作邏輯電路的構(gòu)建塊，例如 D 鎖存器或 D 觸發(fā)器。作為獨(dú)立電路，傳輸門可以在熱插入或移除過程中將一個(gè)或多個(gè)組件與實(shí)時(shí)信號(hào)隔離。在安全應(yīng)用中，它們可以有選擇地阻止關(guān)鍵信號(hào)或數(shù)據(jù)在沒有適當(dāng)?shù)挠布刂剖跈?quán)的情況下傳輸。
圖 3 中的連接方案旨在隔離微處理器和內(nèi)存組件之間的 I/O 總線，以防內(nèi)存被移除。SRAM 物理安裝在可移動(dòng)存儲(chǔ)卡上；DS3690 傳輸門用于隔離通過連接器路由的各種信號(hào)。
什么是傳輸門？

DS3690的典型應(yīng)用電路。

SRAM 的接地連接通過連接器反饋，以拉低 DS3690 芯片使能（低電平有效 CE）引腳。安裝存儲(chǔ)卡后，此操作將啟用傳輸門。
DS3690 有什么獨(dú)特之處？
大量獨(dú)立通道減少了組件數(shù)量
DS3690 具有 26 個(gè)獨(dú)立通道，具有當(dāng)今市場(chǎng)上的總線寬度。大多數(shù)商用傳輸門都配置為容納 2、4 或 8 個(gè)離散信號(hào)。以圖 3 為例，當(dāng)卡被移除時(shí)，該 SRAM 需要隔離 25 個(gè)離散信號(hào)。使用傳統(tǒng)的 8 位傳輸門，設(shè)計(jì)人員必須放置四個(gè)獨(dú)立的組件來隔離該 SRAM，從而顯著增加終組件數(shù)量和專用 PC 板面積。
小封裝節(jié)省電路板空間
DS3690 采用 5 mm x 11 mm TQFN 封裝，僅需 55 mm? 的 PC 板面積即可完成整個(gè)總線隔離工作。如果設(shè)計(jì)人員選擇了 8 位傳輸門，則激進(jìn)的封裝是每個(gè)占用 51.5 mm? 的 SSOP?？紤]到信號(hào)布線的余量，四個(gè) 8 位組件將占用超過 200 mm? 的空間來完成與單個(gè) DS3690 相同的功能。