Texas Instruments TMUX9616 220V高壓16通道開關(guān)是一款具有閂鎖效應(yīng)抑制的低電阻、低電容模擬開關(guān)集成電路 (IC)。該模塊提供16個獨立可選的1:1單刀單擲 (SPST) 開關(guān)通道。TMUX9616可與高達±110V的雙電源配合使用，并且在建議的電源范圍內(nèi)也支持不對稱電源偏置。這款開關(guān)支持源極引腳 (Sx) 和漏極引腳 (Dx) 上從VSS 至VDD 的雙向模擬和數(shù)字信號。Sx和Dx引腳上的集成泄放電阻器對電容負載（例如壓電傳感器）進行放電。TMUX9616 220V高壓16通道開關(guān)采用行業(yè)標準 7mm x 7mm LQFP封裝，以實現(xiàn)引腳對引腳兼容性。典型應(yīng)用包括醫(yī)學超聲成像、無損檢測 (NDT) 金屬探傷和壓電傳感器驅(qū)動器。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TMUX9616 220V高壓16通道開關(guān)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 器件結(jié)構(gòu)的閂鎖效應(yīng)抑制
• 寬電源范圍或輸入信號范圍：
  • 雙電源：±20V至±110V，220VPP
  • 絕對最大值：240VPP
• 5pF低關(guān)斷電容
• 低導(dǎo)通電容：10pF
• 低導(dǎo)通電阻 (R ONL )：12Ω
• 3μs快速開啟時間（最大值）
• 高達72MHz數(shù)據(jù)移位時鐘頻率
• 邏輯電平：1.8V到5V
• 在5MHz時具有-70dB的出色關(guān)閉隔離性能
• 輸出上集成泄放電阻
• 擴展溫度范圍：-40°C至125°C
• 行業(yè)標準的7mm x 7mm（主體尺寸）LQFP封裝，實現(xiàn)引腳對引腳的兼容性

簡化示意圖

應(yīng)用原理圖

TMUX9616/TMUX9616N 220V高壓16通道開關(guān)技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TMUX9616x系列是德州儀器(TI)推出的汽車級高壓模擬開關(guān)，具有以下核心特性：

• ?超高電壓支持?：支持±110V雙電源供電，信號范圍覆蓋VSS至VDD
• ?16通道獨立控制?：16個1:1 SPST開關(guān)通道，支持雙向信號傳輸
• ?卓越性能參數(shù)?：
  • 導(dǎo)通電阻(RON)典型值14Ω
  • 關(guān)斷電容僅5pF
  • 3μs快速導(dǎo)通時間
  • 72MHz SPI時鐘頻率
• ?先進封裝?：7mm×7mm 48引腳LQFP封裝，支持引腳兼容設(shè)計

二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

1. 高壓SOI工藝技術(shù)

采用硅絕緣體(SOI)工藝實現(xiàn)：

• 內(nèi)置隔離溝槽防止閂鎖效應(yīng)
• 支持高達220VPP的信號處理
• 集成隔離二極管保護(峰值電流1.6A)

2. 智能數(shù)字接口設(shè)計

• ?可級聯(lián)16位移位寄存器?：支持多設(shè)備串聯(lián)控制
• ?寬邏輯電平范圍?：1.8V至5V兼容
• ?三態(tài)控制信號?：
  • DIN：串行數(shù)據(jù)輸入
  • CLK：時鐘輸入(最高72MHz)
  • LE：鎖存使能(低有效)
  • CLR：全局復(fù)位(高有效)

3. 專業(yè)級模擬性能

• ?超低諧波失真?：HD2PC典型值54dBc@5MHz
• ?集成泄放電阻?：TMUX9616內(nèi)置35kΩ泄放電阻
• ?優(yōu)秀隔離特性?：
  • 關(guān)斷隔離度-70dB@5MHz
  • 通道間串擾-75dB@5MHz

三、電氣特性詳解

1. 關(guān)鍵參數(shù)指標

2. 保護功能

• ?過壓保護?：240VPP絕對最大值
• ?ESD保護?：HBM ±1000V，CDM ±500V
• ?熱關(guān)斷?：結(jié)溫150°C
• ?不對稱供電支持?：VDD/VSS差值40-220V

四、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 醫(yī)療超聲系統(tǒng)方案

?核心配置?：

• 高壓電源：±100V主電源，±60V輔助電源
• 信號鏈：TX7516驅(qū)動器+TMUX9616多路復(fù)用
• 控制接口：FPGA通過SPI控制

?性能指標?：

• 系統(tǒng)級HD2PC≥54dB
• 通道切換時間<5μs
• 支持128陣元探頭(8片TMUX9616級聯(lián))

2. 壓電換能器驅(qū)動方案

?設(shè)計要點?：

• 泄放電阻選擇：
  • TMUX9616內(nèi)置35kΩ
  • TMUX9616N需外接電阻
• 電源去耦：
  • VDD/VSS：1μF+0.1μF并聯(lián)
  • VLL：0.1μF陶瓷電容
• 布局關(guān)鍵：
  • 高壓走線最短化
  • 數(shù)字/模擬分區(qū)布局

五、可靠性設(shè)計指南

1. 熱管理建議

• 結(jié)-環(huán)境熱阻：60.8°C/W(LQFP封裝)
• 改進措施：
  • 使用2oz銅厚PCB
  • 增加散熱過孔(≥8個0.3mm過孔)
  • 環(huán)境溫度監(jiān)控

2. 高壓PCB設(shè)計

1. ?層疊結(jié)構(gòu)?：
   • 頂層：信號走線(2oz)
   • 第二層：完整地平面
   • 第三層：電源分割
   • 底層：鋪地(2oz)
2. ?安全間距?：
   • 高壓走線間距≥1mm/100V
   • 加強絕緣漆保護
3. ?測試建議?：
   • 耐壓測試：1.2倍工作電壓
   • 絕緣電阻測試：≥100MΩ@500V

六、選型指導(dǎo)

該系列產(chǎn)品特別適合需要高電壓開關(guān)矩陣的嚴苛應(yīng)用環(huán)境，其創(chuàng)新的SOI工藝和優(yōu)化的信號鏈設(shè)計為醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)檢測等高端應(yīng)用提供了可靠的解決方案。