探索LMS4684：低電壓雙SPDT模擬開關(guān)的卓越性能與應(yīng)用

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，模擬開關(guān)是不可或缺的組件，它在信號(hào)路由、電源管理等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。今天要給大家介紹的是德州儀器（TI）的LMS4684，一款低電壓、低導(dǎo)通電阻的雙單刀雙擲（SPDT）模擬開關(guān)，它在眾多應(yīng)用場景中展現(xiàn)出了卓越的性能。

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產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

LMS4684的NC開關(guān)在2.7V電源下最大導(dǎo)通電阻僅為0.5Ω，NO開關(guān)最大導(dǎo)通電阻為0.8Ω。這種低導(dǎo)通電阻特性使得信號(hào)在傳輸過程中的損耗極小，能夠保證信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。

低功耗

在25°C環(huán)境下，其典型電源電流僅為5nA，再加上1.8 - 5.5V的單電源工作范圍，非常適合電池供電設(shè)備，有助于延長設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

小巧封裝

提供12凸點(diǎn)DSBGA和10引腳WSON（3x4mm）兩種微型封裝。這些封裝不僅節(jié)省了PCB空間，還能在小尺寸下提供出色的性能，降低成本。

引腳說明與連接

引腳功能

連接注意事項(xiàng)

這些器件的ESD保護(hù)有限，在存儲(chǔ)或處理時(shí)，應(yīng)將引腳短接在一起或放置在導(dǎo)電泡沫中，以防止MOS柵極受到靜電損壞。

電氣特性與性能

導(dǎo)通電阻

NC開關(guān)和NO開關(guān)在不同條件下的導(dǎo)通電阻表現(xiàn)出色，如在2.7V電源、100mA電流時(shí)，NC開關(guān)導(dǎo)通電阻最小為0.3Ω，最大為0.5Ω；NO開關(guān)最小為0.45Ω，最大為0.8Ω。同時(shí)，通道間的導(dǎo)通電阻匹配度也很高，最大差異僅為60mΩ。

動(dòng)態(tài)特性

開關(guān)的開啟時(shí)間（tON）和關(guān)閉時(shí)間（tOFF）都很快，在2.7V電源、特定負(fù)載條件下，tON典型值為38ns，tOFF典型值為22ns。此外，還具有2 - 15ns的先斷后通延遲（tBBM），確保了信號(hào)切換的穩(wěn)定性。

其他特性

電荷注入為200pC，關(guān)斷隔離在100kHz、50Ω負(fù)載下為 - 68dB，串?dāng)_為 - 72dB，這些特性都保證了信號(hào)的純凈度和穩(wěn)定性。

應(yīng)用場景

電源路由

憑借其低導(dǎo)通電阻和雙SPDT結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高效的電源切換和分配，確保電源的穩(wěn)定供應(yīng)。

電池供電設(shè)備

低功耗和寬電源范圍使其成為電池供電設(shè)備的理想選擇，如便攜式醫(yī)療設(shè)備、智能穿戴設(shè)備等。

通信電路

在通信電路中，可用于信號(hào)的切換和路由，保證信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。

調(diào)制解調(diào)器和手機(jī)

在這些設(shè)備中，LMS4684可用于音頻信號(hào)的切換、天線選擇等功能，提升設(shè)備的性能。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

模擬輸入信號(hào)

模擬輸入信號(hào)范圍為GND到V+，且每個(gè)開關(guān)是雙向的，任何引腳都可以作為輸入或輸出。但在連接感性負(fù)載（如電機(jī)）時(shí)，需格外小心，因?yàn)殚_關(guān)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢可能會(huì)損壞開關(guān)。建議在電機(jī)兩端連接二極管進(jìn)行保護(hù)。

數(shù)字控制輸入

IN引腳可驅(qū)動(dòng)至5.5V，與電源電壓無關(guān)。但當(dāng)控制引腳采用軌到軌驅(qū)動(dòng)時(shí)，功耗會(huì)增加。

電源電壓

作為CMOS器件，應(yīng)先給LMS4684施加電源電壓，再驅(qū)動(dòng)其他引腳。若需要在施加電源電壓之前施加模擬信號(hào)，且信號(hào)源電流不超過20mA，可在電源電壓和V+引腳之間連接二極管進(jìn)行輸入保護(hù)。同時(shí)，建議為其提供至少0.047μF的旁路電容，以保證電源的穩(wěn)定性。

關(guān)斷隔離

LMS4684的關(guān)斷隔離性能與負(fù)載阻抗有關(guān)，負(fù)載阻抗越高，關(guān)斷隔離性能越差?？赏ㄟ^降低負(fù)載阻抗（但不超過最大電流額定值）來提高關(guān)斷隔離性能，但過低的負(fù)載阻抗可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。也可采用特定電路來在保持合理關(guān)斷隔離的同時(shí)擴(kuò)展可用帶寬。

PCB布局與散熱考慮

WSON和DSBGA封裝的小尺寸節(jié)省了PCB空間，且具有出色的熱管理能力。WSON封裝的外露裸片連接墊內(nèi)部連接到內(nèi)部電路GND，將其焊接到PCB上的銅層可充分發(fā)揮其散熱能力。DSBGA封裝的B2和C2凸點(diǎn)雖無電氣連接，但可通過銅走線連接到GND引腳來增強(qiáng)散熱。

總結(jié)

LMS4684以其低導(dǎo)通電阻、低功耗、小巧封裝等特性，在眾多應(yīng)用場景中展現(xiàn)出了卓越的性能。但在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和場景，合理選擇封裝、注意連接和使用細(xì)節(jié)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。大家在使用LMS4684的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或有獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。