探索TMUX6208與TMUX6209：高性能模擬多路復(fù)用器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的模擬多路復(fù)用器至關(guān)重要。德州儀器（Texas Instruments）的TMUX6208和TMUX6209這兩款產(chǎn)品，憑借其出色的性能和豐富的特性，在眾多同類產(chǎn)品中脫穎而出。今天，我們就來(lái)深入了解一下這兩款高性能模擬多路復(fù)用器。

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產(chǎn)品概述

TMUX6208是一款8:1單通道多路復(fù)用器，而TMUX6209則是4:1雙通道多路復(fù)用器。它們屬于精密開關(guān)和多路復(fù)用器系列，能夠在雙電源（±4.5 V至±18 V）、單電源（4.5 V至36 V）或非對(duì)稱電源（如 (V{DD}=12V)，(V{SS}=-5V) ）下工作，提供真正的軌到軌輸入和輸出。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

低導(dǎo)通電阻與超低電荷注入

這兩款產(chǎn)品具有低 (R_{ON}) 特性，導(dǎo)通電阻低至4Ω，能夠有效降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的損耗。同時(shí)，超低的電荷注入性能（低至3 pC），可以減少信號(hào)失真，提高信號(hào)傳輸?shù)木取Ｔ趯?shí)際應(yīng)用中，這對(duì)于需要高精度信號(hào)處理的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備，尤為重要。

寬電源電壓范圍

支持單電源范圍為4.5 V至36 V，雙電源范圍為±4.5 V至±18 V，這種寬電源電壓范圍使得它們能夠適應(yīng)各種不同的電源環(huán)境，增加了產(chǎn)品的通用性和靈活性。工程師在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，選擇最合適的電源方案，而無(wú)需擔(dān)心電源兼容性問(wèn)題。

1.8 V邏輯兼容輸入

支持1.8 V邏輯兼容控制，這意味著它們可以直接與具有較低邏輯I/O軌的處理器接口，無(wú)需外部轉(zhuǎn)換器。這不僅節(jié)省了電路板空間，還降低了物料清單（BOM）成本。在當(dāng)今追求小型化和低成本的電子設(shè)計(jì)趨勢(shì)下，這一特性無(wú)疑具有很大的吸引力。

集成下拉電阻與故障安全邏輯

TMUX620x在邏輯引腳集成了約4 MΩ的內(nèi)部弱下拉電阻，確保邏輯引腳不會(huì)浮空，同時(shí)在較高電壓下會(huì)鉗位至約1 μA。這一設(shè)計(jì)集成了多達(dá)四個(gè)外部組件，減少了系統(tǒng)尺寸和成本。此外，故障安全邏輯功能允許在控制引腳（EN和Ax）上施加高達(dá)36 V的電壓，而無(wú)需考慮電源引腳的狀態(tài)，能夠有效保護(hù)設(shè)備免受潛在損壞，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

雙向操作與軌到軌運(yùn)行

支持雙向信號(hào)路徑，從源極（Sx）到漏極（D）或從漏極（D）到源極（Sx）都能實(shí)現(xiàn)良好的導(dǎo)通，并且每個(gè)通道在兩個(gè)方向上都具有相似的特性，能夠同時(shí)支持模擬和數(shù)字信號(hào)。同時(shí)，有效的信號(hào)路徑輸入或輸出電壓范圍從 (V{SS}) 到 (V{DD})，實(shí)現(xiàn)了真正的軌到軌運(yùn)行。

抗閂鎖特性

采用基于絕緣體上硅（SOI）的工藝制造，在每個(gè)CMOS開關(guān)的PMOS和NMOS晶體管之間添加了氧化層，防止寄生結(jié)構(gòu)形成，從而避免了因過(guò)電壓或電流注入而觸發(fā)的閂鎖事件。這使得TMUX62xx系列開關(guān)和多路復(fù)用器能夠在惡劣環(huán)境中可靠使用。

產(chǎn)品規(guī)格解析

絕對(duì)最大額定值

了解產(chǎn)品的絕對(duì)最大額定值對(duì)于確保設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要。例如，電源電壓 (V{DD}) 的范圍為 -0.5 V至38 V，(V{SS}) 的范圍為 -38 V至0.5 V；邏輯控制輸入引腳電壓（EN、A0、A1、A2）的范圍為 -0.5 V至38 V等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保所有參數(shù)都在這些額定值范圍內(nèi)，否則可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久性損壞。

電氣特性與開關(guān)特性

在不同的電源條件下（如±15 V雙電源、36 V單電源、12 V單電源、±5 V雙電源等），TMUX6208和TMUX6209具有不同的電氣特性和開關(guān)特性。以±15 V雙電源為例，導(dǎo)通電阻 (R{ON}) 在25°C時(shí)典型值為4Ω，在 -40°C至+125°C的溫度范圍內(nèi)會(huì)有所變化；源極關(guān)斷泄漏電流 (I{S(OFF)}) 在25°C時(shí)為 -0.4 nA至0.4 nA等。這些特性數(shù)據(jù)為工程師在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)提供了重要參考。

典型應(yīng)用案例

多路數(shù)據(jù)采集前端

在可編程邏輯控制器（PLC）的模擬輸入模塊、數(shù)據(jù)采集（DAQ）和半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)等應(yīng)用中，通常需要將多個(gè)信號(hào)監(jiān)測(cè)到單個(gè)ADC通道中。TMUX6208可以很好地滿足這一需求，通過(guò)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用的數(shù)據(jù)采集前端，將多個(gè)輸入信號(hào)依次連接到ADC進(jìn)行處理。在這個(gè)過(guò)程中，其低導(dǎo)通電阻和超低電荷注入特性能夠確保信號(hào)的準(zhǔn)確采集和傳輸。

驅(qū)動(dòng)SAR ADC

許多逐次逼近寄存器（SAR）ADC具有由采樣開關(guān)和采樣電容組成的模擬輸入結(jié)構(gòu)。TMUX6208可以直接將傳感器信號(hào)傳遞給SAR ADC輸入，而無(wú)需驅(qū)動(dòng)放大器。通過(guò)在ADC輸入處連接一個(gè)濾波電容 (C_{FLT})，可以減少采樣電荷注入，快速為ADC的內(nèi)部采樣保持電容充電。在這個(gè)應(yīng)用中，選擇低導(dǎo)通電阻的多路復(fù)用器對(duì)于降低系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)、提高系統(tǒng)采集速度至關(guān)重要。

設(shè)計(jì)與布局建議

電源供應(yīng)

為了提高電源噪聲免疫力，建議在 (V{DD}) 和 (V{SS}) 引腳與地之間使用0.1 μF至10 μF的電源去耦電容，并將旁路電容盡可能靠近設(shè)備的電源引腳，采用低阻抗連接。推薦使用多層陶瓷片式電容器（MLCC），因?yàn)樗鼈兙哂械偷刃Т?lián)電阻（ESR）和電感（ESL）特性。對(duì)于非常敏感的系統(tǒng)或處于惡劣噪聲環(huán)境中的系統(tǒng)，避免使用過(guò)孔連接電容器到設(shè)備引腳可能會(huì)提供更好的噪聲免疫力。

PCB布局

在PCB布局時(shí)，應(yīng)盡量減少高速信號(hào)的過(guò)孔和拐角數(shù)量，以減少信號(hào)反射和阻抗變化。當(dāng)必須使用過(guò)孔時(shí)，應(yīng)增加其周圍的間隙尺寸，以最小化電容。同時(shí)，要注意保持輸入線盡可能短，使用實(shí)心接地平面來(lái)減少電磁干擾（EMI）噪聲拾取，避免敏感模擬走線與數(shù)字走線平行，盡量避免數(shù)字和模擬走線交叉，必要時(shí)進(jìn)行垂直交叉。

總結(jié)

TMUX6208和TMUX6209憑借其豐富的特性和出色的性能，成為了高壓、工業(yè)應(yīng)用中精密、強(qiáng)大、高性能模擬多路復(fù)用器的理想選擇。無(wú)論是在數(shù)據(jù)采集、傳感器監(jiān)測(cè)還是驅(qū)動(dòng)ADC等應(yīng)用場(chǎng)景中，它們都能夠提供可靠的信號(hào)處理解決方案。作為電子工程師，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，充分了解和利用這兩款產(chǎn)品的特性和優(yōu)勢(shì)，將有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似產(chǎn)品的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。