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TMUX405x系列多路復(fù)用器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

科技觀察員 ? 2025-09-03 14:05 ? 次閱讀
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Texas Instruments TMUX405x/TMUX405x-Q1單通道多路復(fù)用器是通用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)多路復(fù)用器(MUX)。TMUX4051/TMUX4051-Q1是8:1、1通道多路復(fù)用器,TMUX4052/TMUX4052-Q1是4:1、雙通道多路復(fù)用器,TMUX4053/TMUX4053-Q1是2:1、3通道開關(guān)。TI TMUX405x/TMUX405x-Q1多路復(fù)用器采用單電源(5V至24V)、雙電源(高達(dá)±12V)或非對稱電源(如VDD = 12V、VSS = -5V)。電源電壓范圍寬,因此這兩種類型均可用于從電池測試儀到家用電器的各種應(yīng)用。該模塊在源極引腳(Sx)和漏極引腳(Dx)上支持VSS 至VDD 范圍的雙向模擬信號。所有邏輯輸入均具有1.8V邏輯兼容閾值,當(dāng)采用精確電源電壓運(yùn)行時(shí),可確保TTL和CMOS邏輯兼容性。TMUX405x-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證

數(shù)據(jù)手冊:*附件:Texas Instruments TMUX405x,TMUX405x-Q1多路復(fù)用器數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

  • 單電源電壓范圍:5V至24V
  • 雙電源電壓范圍:高達(dá)±12V
  • 電容:3pF
  • 工作溫度范圍:-55°C至+125°C
  • 雙向信號路徑
  • 軌到軌操作
  • 1.8V邏輯兼容
  • 先斷后合開關(guān)
  • 2000V ESD保護(hù)HBM
  • TMUX405x引腳兼容業(yè)界通用的4051、4052、4053多路復(fù)用器

框圖

1.png

TMUX405x系列多路復(fù)用器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)推出的TMUX405x系列是新一代CMOS模擬多路復(fù)用器,包含TMUX4051(8:1單通道)、TMUX4052(4:1雙通道)和TMUX4053(2:1三通道)三種配置。該系列器件采用2022年5月發(fā)布、2024年9月修訂的設(shè)計(jì)方案(SCDS445E),具有24V寬電壓工作范圍、1.8V邏輯兼容性和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳兼容性三大核心優(yōu)勢。

二、關(guān)鍵特性分析

1. 電源配置靈活性

  • ?單電源模式?:5V至24V寬范圍工作
  • ?雙電源模式?:支持±12V對稱供電
  • ?非對稱供電?:如VDD=12V搭配VSS=-5V等組合

2. 信號處理性能

  • ?超低導(dǎo)通電阻?:典型值60Ω(±15V供電時(shí))
  • ?平坦導(dǎo)通特性?:全信號范圍內(nèi)僅2Ω變化
  • ?雙向信號傳輸?:支持VSS至VDD的軌到軌信號
  • ?低寄生電容?:僅3pF關(guān)斷電容

3. 邏輯控制特性

  • 1.8V邏輯兼容閾值
  • 集成先斷后通(break-before-make)切換機(jī)制
  • 2000V HBM ESD防護(hù)等級

三、型號對比與選型指南

型號配置通道結(jié)構(gòu)封裝選項(xiàng)
TMUX40518:1單端TSSOP-16/WQFN-16
TMUX4052雙4:1差分SOT-23-THIN-16
TMUX4053三2:1獨(dú)立開關(guān)三種封裝可選

四、典型應(yīng)用場景

1. 工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)

2. 測試測量設(shè)備

  • 電池測試系統(tǒng)通道切換
  • 數(shù)據(jù)采集(DAQ)前端
  • 半導(dǎo)體測試機(jī)信號路由

3. 消費(fèi)電子

五、電氣特性詳解

1. 導(dǎo)通特性

  • ?RON典型值?:75Ω(5V單電源)
  • ?溫度穩(wěn)定性?:-55℃至125℃范圍內(nèi)變化<15%

2. 時(shí)序參數(shù)

  • ?切換時(shí)間?:20ns(典型值)
  • ?傳播延遲?:4ns(5V供電時(shí))
  • ?使能時(shí)間?:90ns(EN引腳響應(yīng))

3. 隔離特性

  • ?關(guān)斷隔離度?:-95dB@1MHz
  • ?通道間串?dāng)_?:-90dB@1MHz

六、PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 電源設(shè)計(jì)建議

  • 每個(gè)電源引腳配置0.1-10μF去耦電容
  • 采用低ESR陶瓷電容(如X7R/X5R)
  • VDD與VSS建議等長布線

2. 布局布線準(zhǔn)則

  • 敏感模擬走線與數(shù)字走線正交布置
  • 信號路徑盡量縮短(<10mm)
  • 熱焊盤必須連接到GND平面

3. 未使用引腳處理

  • 閑置控制引腳需上拉/下拉
  • 未用信號引腳建議接地
  • 熱焊盤可懸空或接地

七、系統(tǒng)集成方案

典型的多路復(fù)用器與MCU集成方案如圖9-1所示,TMUX4051可將多個(gè)傳感器信號路由至MCU內(nèi)置ADC,顯著節(jié)省IO資源。設(shè)計(jì)時(shí)需注意:

  • 確保信號幅度在VSS至VDD范圍內(nèi)
  • 匹配MCU邏輯電平(1.8V/3.3V/5V)
  • 考慮建立時(shí)間與采樣率的關(guān)系

八、總結(jié)

TMUX405x系列通過創(chuàng)新的架構(gòu)設(shè)計(jì),在工業(yè)級多路復(fù)用器中實(shí)現(xiàn)了突破性的性能組合:

  • 在保持ns級響應(yīng)速度的同時(shí)提供24V工作范圍
  • 通過1.8V邏輯兼容性簡化現(xiàn)代處理器接口
  • 全溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的導(dǎo)通特性
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