便携式产品中模拟开关的选择要点

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在便携式产品设计中，一直以来，模拟开关主要作为音频信号切换器使用。后来，随着双卡双模手机的普及，模拟开关成了双卡切换必备的选择；最新的数字电视DVB、CMMB等在一定的条件下也需要使用模拟开关。 低导通电阻往往是模拟开关在音频切换时的主要选择因素。值得注意的是，导通电阻是针对具体的VCC 、VIN(电压输入)及给定负载电流而指定的。在晶体管级，RON为器件长度(L)、器件宽度(W)、电子与空穴迁移率、氧化层电容、门限电压及信号电压的函数。 RON会随着供电电压的增加而减小，图1显示了上海英联的UM4684在不同电源电压上所测得的RON。导通电阻平坦度(RFLAT)即表示RON随着VIN 在0V至VCC或 V- 至 V+)间变化而变化的情况，是引起THD的主要因素。

隔离度是用来衡量开关导通通道与关闭通道之间“噪声”的指标，在指定频率上测量，是关闭通道输入与输出之间的耦合。串扰是模拟输入通道与另一通道之间的交叉耦合，有两种形式：邻近通道与非邻近通道。这两种参数都以dB表示。在电路设计中，我们通常将串扰及隔离度指标与带宽一起考虑。某些模拟开关的输入带宽虽然高达数百兆赫，但是其带宽指标本身不是很有意义的。因为在高频情况下，关断隔离和串扰指标都明显变坏。例如，在1MHz情况下，开关的关断隔离典型值为70dB，串扰典型值为-85dB。由于这两项指标都按20dB/+倍频下降，所以在100MHz时，关断隔离降为30dB，而串扰增加为-45dB。因此，仅仅考虑带宽是不够的，必须考虑在所要求的高频工作条件下这两项指标下降是否能满足应用的要求。 图2中可以看出采用该改善技术的英联UM3157模拟开关产品与普通同系列模拟开关产品在ICCT上的显著区别。

此外，英联的低ICCT系列模拟开关具有更低的VIH电平值，可以使用较低的控制电平实现开关的高电平切换控制。产品的这种特性大大减少了系统工程师设计电路的复杂性,特别是在供电电源和控制信号电平不匹配的便携产品应用中可以免除使用电平转换模块，从而有效降低了成本。以模拟开关用来切换音频信号为例，如图3所示，可以使用ASIC传输过来的1.8V电压直接来控制UM3157的控制管脚，而不必采用电平转移器也能在实现开关切换的同时达到很小的漏电流。此外，由于低ICCT模拟开关不消耗很多功耗（大约1uA），且开关的导通电阻随工作电压的增加而降低，设计人员可以使用较高的供电电压来达到更低的导通电阻。对于典型的音频开关或USB应用，低的导通电阻是非常重要的。