ZHCA050E August   2021  – June 2022 CD4016B , CD4016B-MIL , CD4051B , CD4051B-MIL , CD4051B-Q1 , CD4052B , CD4052B-MIL , CD4053B , CD4053B-MIL , CD4053B-Q1 , CD4066B , CD4066B-MIL , CD4066B-Q1 , CD4067B , CD4067B-MIL , CD4097B , CD4097B-MIL , CD54HC4051 , CD54HC4052 , CD54HC4053 , CD54HC4066 , CD54HC4316 , CD54HC4351 , CD54HCT4051 , CD74HC4016 , CD74HC4051 , CD74HC4051-EP , CD74HC4051-Q1 , CD74HC4052 , CD74HC4053 , CD74HC4066 , CD74HC4067 , CD74HC4316 , CD74HC4351 , CD74HC4352 , CD74HCT4051 , CD74HCT4051-Q1 , CD74HCT4052 , CD74HCT4053 , CD74HCT4066 , CD74HCT4066-Q1 , CD74HCT4067 , CD74HCT4067-Q1 , CD74HCT4316 , CD74HCT4351 , LMH6580 , LMH6583 , LMH6586 , LMS4684 , MAX4594 , MAX4595 , MAX4596 , MAX4597 , MPC506 , MPC507 , MPC508 , MPC509 , MUX36D04 , MUX36D08 , MUX36S08 , MUX36S16 , MUX506 , MUX507 , MUX508 , MUX509 , SN3257-Q1 , SN54CBTD3384 , SN74AHC4066 , SN74AUC1G66 , SN74AUC2G53 , SN74AUC2G66 , SN74CB3Q16210 , SN74CB3Q16211 , SN74CB3Q16244 , SN74CB3Q16245 , SN74CB3Q16811 , SN74CB3Q3125 , SN74CB3Q3244 , SN74CB3Q3245 , SN74CB3Q3251 , SN74CB3Q3253 , SN74CB3Q3257 , SN74CB3Q3305 , SN74CB3Q3306A , SN74CB3Q3306A-EP , SN74CB3Q3345 , SN74CB3Q3384A , SN74CB3Q6800 , SN74CB3T16210 , SN74CB3T16210-Q1 , SN74CB3T16211 , SN74CB3T16212 , SN74CB3T1G125 , SN74CB3T1G125-Q1 , SN74CB3T3125 , SN74CB3T3245 , SN74CB3T3253 , SN74CB3T3257 , SN74CB3T3306 , SN74CB3T3383 , SN74CB3T3384 , SN74CBT16209A , SN74CBT16210 , SN74CBT16210C , SN74CBT16211A , SN74CBT16211C , SN74CBT16212A , SN74CBT16212C , SN74CBT16213 , SN74CBT16214 , SN74CBT16214C , SN74CBT162292 , SN74CBT16232 , SN74CBT16233 , SN74CBT16244 , SN74CBT16244C , SN74CBT16245 , SN74CBT16245C , SN74CBT16292 , SN74CBT16390 , SN74CBT16800C , SN74CBT16811C , SN74CBT16861 , SN74CBT1G125 , SN74CBT1G384 , SN74CBT3125 , SN74CBT3125C , SN74CBT3126 , SN74CBT3244 , SN74CBT3244C , SN74CBT3245A , SN74CBT3245C , SN74CBT3251 , SN74CBT3253 , SN74CBT3253C , SN74CBT3257 , SN74CBT3257C , SN74CBT3305C , SN74CBT3306 , SN74CBT3306C , SN74CBT3345 , SN74CBT3345C , SN74CBT3383 , SN74CBT3383C , SN74CBT3384A , SN74CBT3384C , SN74CBT34X245 , SN74CBT3861 , SN74CBT6800A , SN74CBT6800C , SN74CBT6845C , SN74CBTD16210 , SN74CBTD16211 , SN74CBTD1G125 , SN74CBTD1G384 , SN74CBTD3305C , SN74CBTD3306 , SN74CBTD3306C , SN74CBTD3384 , SN74CBTD3384C , SN74CBTD3861 , SN74CBTH16211 , SN74CBTK6800 , SN74CBTLV16210 , SN74CBTLV16211 , SN74CBTLV16212 , SN74CBTLV16292 , SN74CBTLV16800 , SN74CBTLV1G125 , SN74CBTLV1G125-Q1 , SN74CBTLV3125 , SN74CBTLV3126 , SN74CBTLV3245A , SN74CBTLV3251 , SN74CBTLV3253 , SN74CBTLV3257 , SN74CBTLV3257-EP , SN74CBTLV3383 , SN74CBTLV3384 , SN74CBTLV3857 , SN74CBTLV3861 , SN74CBTLV3861-Q1 , SN74CBTS16211 , SN74CBTS16212 , SN74CBTS3306 , SN74CBTS3384 , SN74CBTS6800 , SN74HC151-Q1 , SN74HC4066 , SN74HC4851 , SN74HC4851-Q1 , SN74HC4852 , SN74HC4852-Q1 , SN74LV4051A , SN74LV4051A-EP , SN74LV4051A-Q1 , SN74LV4052A , SN74LV4052A-EP , SN74LV4052A-Q1 , SN74LV4053A , SN74LV4053A-EP , SN74LV4053A-Q1 , SN74LV4066A , SN74LVC1G3157 , SN74LVC1G3157-Q1 , SN74LVC1G66 , SN74LVC1G66-Q1 , SN74LVC2G53 , SN74LVC2G66 , SN74LVC2G66-Q1 , SN74TVC16222A , SN74TVC3010 , SN74TVC3306 , TMUX1072 , TMUX1101 , TMUX1102 , TMUX1104 , TMUX1108 , TMUX1109 , TMUX1111 , TMUX1112 , TMUX1113 , TMUX1119 , TMUX1121 , TMUX1122 , TMUX1123 , TMUX1133 , TMUX1134 , TMUX1136 , TMUX1204 , TMUX1208 , TMUX1209 , TMUX1219 , TMUX1247 , TMUX1308 , TMUX1308-Q1 , TMUX1309 , TMUX136 , TMUX1511 , TMUX154E , TMUX1574 , TMUX4051 , TMUX4052 , TMUX4053 , TMUX6104 , TMUX6111 , TMUX6112 , TMUX6113 , TMUX6119 , TMUX6121 , TMUX6122 , TMUX6123 , TMUX6136 , TS12A12511 , TS12A44513 , TS12A44514 , TS12A44515 , TS12A4514 , TS12A4515 , TS12A4516 , TS12A4517 , TS3A225E , TS3A24157 , TS3A24159 , TS3A27518E , TS3A27518E-Q1 , TS3A44159 , TS3A4741 , TS3A4742 , TS3A4751 , TS3A5017 , TS3A5017-Q1 , TS3A5018 , TS3A5223 , TS5A1066 , TS5A12301E , TS5A2053 , TS5A2066 , TS5A21366 , TS5A22362 , TS5A22364 , TS5A22364-Q1 , TS5A22366 , TS5A23157 , TS5A23157-Q1 , TS5A23159 , TS5A23160 , TS5A23166 , TS5A23167 , TS5A26542 , TS5A3153 , TS5A3154 , TS5A3157 , TS5A3159 , TS5A3159-EP , TS5A3159-Q1 , TS5A3159A , TS5A3160 , TS5A3166 , TS5A3166-Q1 , TS5A3167 , TS5A3357 , TS5A3357-Q1 , TS5A3359 , TS5A4594 , TS5A4595 , TS5A4596 , TS5A4597 , TS5A4624 , TS5A623157 , TS5A63157 , TS5A6542 , TS5A9411 , TS5MP645 , TS5MP646 , TS5N118 , TS5N214 , TS5N412

 

  1.   选择正确的德州仪器 (TI) 信号开关
  2.   商标
  3. 1引言
    1. 1.1 理想与非理想开关
  4. 2信号开关基本结构
    1. 2.1 NFET 开关
    2. 2.2 传输门开关
    3. 2.3 带有电荷泵的 NFET
  5. 3模拟与数字信号开关
    1. 3.1 双向开关
    2. 3.2 配置和通道
  6. 4信号开关规格和特性
  7. 5德州仪器 (TI) 模拟信号开关和多路复用器产品系列
    1. 5.1 精密开关和多路复用器
    2. 5.2 保护开关和多路复用器
    3. 5.3 通用开关和多路复用器
    4. 5.4 汽车开关和多路复用器
  8. 6数字信号应用中的开关和多路复用器性能
  9. 7应用
    1. 7.1 SPI 多路复用
    2. 7.2 对外部 ADC的信号进行多路复用
    3. 7.3 故障敏感条件下对外部 ADC的信号进行多路复用
    4. 7.4 可切换的运算放大器增益设置
    5. 7.5 多路复用车身控制模块 (BCM) 输入
    6. 7.6 使用外部电阻器选择高电流范围
    7. 7.7 工厂自动化控制系统中的故障保护
    8. 7.8 采样和保持电路
  10. 8总结
  11. 9修订历史记录
  12.   A 附录 A
    1.     A.1 模拟性能 – CD、HC、CBT、LVC 和 LV
    2.     A.2 SN74CBT 特性
    3.     A.3 CD74HCT 特性
    4.     A.4 CD74HC 特性
    5.     A.5 SN74HC 特性
    6.     A.6 CD4066B 特性
    7.     A.7 LV-A 特性
    8.     A.8 LVC 特性
    9.     A.9 CBTLV 特性

5.2 保护开关和多路复用器

TI 提供多种不同配置的保护多路复用器和开关，以保护上游和下游元件免于发生故障以及在故障期间免受影响，同时最大程度地提高信号完整性。这些保护开关的主要差异化特性包括：

  • 断电保护：当 I/O 引脚上存在信号且 VDD = 0V 时，保护开关并隔离信号路径。有关更多信息，请参阅利用关断保护信号开关消除电源排序技术手册 和利用关断保护功能简化电源排序。当I/O引脚上存在输入信号且开关未通电时，具有关断保护功能的 TI 开关将保护下游组件。开关在 I/O 引脚上保持高阻抗状态，借助以下特性防止对 VDD 和选择 (SEL) 引脚反向供电。
    • 在子系统之间进行电气隔离。
    • 防止数据随意传输。
    • 消除对上电排序解决方案的需求。
    • 减少 BOM 数目和成本。简化系统设计。
    • 提高系统可靠性。
      GUID-B294BE20-F150-4ECC-9C0F-C39E30587BBD-low.gif图 5-1 断电保护

  • 过压保护/故障检测：故障保护多路复用器具有内置故障保护特性，例如过压检测和保护。这种多路复用器很好分辨，名称后跟“F”，例如 TMUX7412F、TMUX7308F 和 TMUX7462F。这些器件通过比较源极引脚上的电压与电源电压来检测过压输入。如果信号超过数据表中列出的电源电压的阈值电压（VT 或 VTH），，则被视为过压。检测到过压事件后，开关进入高阻抗状态、隔离信号路径并保护下游组件。

    根据器件的不同，可以通过三种方式确定过压阈值：固定阈值、等于 VDD 电源电压的阈值，通过 IC 外部电源可配置的阈值。

    图 5-2 过压保护阈值

TMUX1072 是一种独特的低电压器件，也支持过压检测。该器件对故障事件具有固定的阈值。如果 COM 引脚上的电压超过过压阈值 VOVP_TH，开漏输出 FLT 引脚会将该引脚拉低，以指示检测到的过压事件，且I/O 路径会变为高阻态。当 COM 引脚上的电压恢复到 VOVP_TH 以下，开漏输出将释放 FLT 引脚。

图 5-3 TMUX1072 过压保护波形
  • 欠压保护 - 具有欠压保护的器件通过比较源极引脚上的电压与电源电压来检测I/O上的欠压输入。如果信号低于数据表中列出的电源电压的阈值电压（VTH），则被视为欠压。检测到欠压事件后，开关进入高阻抗状态、隔离信号路径并保护下游组件。

    根据器件的不同，可以通过两种方式来确定欠压阈值：等于 VSS 电源电压的阈值，或通过 IC 外部电源可配置的阈值。

    图 5-4 欠压保护阈值
  • 输入电压容差：其被定义为特定保护，引用可以施加到任何源极引脚上的最大电压。该电压可从源极引脚引用到电源，或置于源极引脚与一个或多个漏极引脚之间。以下示例器件可施加到任何源极输入引脚的最大电压为 +60V 或 -60V。请注意，该器件的额定电压也可处理不同引脚间的最大应力85V。该器件在不同引脚组合中具有不同的最大额定应力，定义如下：
  1. 在源极引脚和电源轨之间

    例如，如果器件由 20V 的 VDD 供电，则任何源极引脚上的最大负信号电平为 -60V，以便保持任何源极引脚上的最大额定电压 60V 。如果器件由 40V 的 VDD 供电，则任何源极引脚上的最大负信号电平将降为 -45V，以便保持源极引脚和电源之间 的最大额定电压85V。

  2. 在源极引脚和一个或多个漏极引脚之间

    例如，通道 S1接通，则S1(A) 引脚上的电压为 40V。在这种情况下，漏极电压也为 40V。任何其他源极引脚上的最大负电压为 -45V，以便保持源极引脚和漏极引脚之间 的最大额定电压85V。

表 5-2 示出了模拟保护开关的性能规格：

表 5-2 模拟保护开关和多路复用器
VCC零件型号配置RON（典型值）
(Ω)		封装/引脚特性
低压 (VSIGNAL =< 24V)TMUX15111:1，4 通道2TSSOP | 14、UQFN | 161.8V 兼容控制输入，自动防故障逻辑，支持 JTAG 信号，支持 SPI 信号，支持超出电源电压的输入电压
TMUX154E2:1，2 通道6UQFN | 10、VSSOP | 101.8V 兼容控制输入，断电保护，支持 I2C 信号，支持超出电源电压的输入电压
TMUX15742:1，4 通道2SOT-23-THN | 16、TSSOP | 16、UQFN | 161.8V 兼容控制输入，自动防故障逻辑，支持 JTAG 信号，支持 SPI 信号，支持超出电源电压的输入电压

TMUX1575

2:1，4 通道

1.7

DSBGA | 161.2V 兼容控制输入，1.8V 兼容控制输入，断电保护，支持 SPI 信号，支持超出电源电压的输入电压
TMUX1362:1，2 通道4.6UQFN | 101.8V 兼容控制输入，支持 I2C 信号
TMUX10722:1，2 通道6UQFN | 12、VSSOP | 101.8V 兼容控制输入，支持 I2C 信号，支持超出电源电压的输入电压
TS5A3159A2:1，2 通道0.7DSBGA | 6、SC70 | 6、SOT-23 | 6断电保护，先断后合
SN74CBTLV32572:1，4 通道5SOIC | 16、SSOP | 16、TSSOP | 16、TVSOP | 16、UQFN | 16、VQFN | 16断电保护，支持 JTAG 信号，支持 SPI 信号
TS5A33593:1，1 通道0.7DSBGA | 8、VSSOP | 8断电保护，先断后合
SN74CBT3305C(1)1:1，2 通道3SOIC | 8、TSSOP | 8支持 I2C 信号，下冲保护
SN74CBTD3306C 1:1，2 通道3SOIC | 8、TSSOP | 8信号路径转换，下冲保护
SN74CB3Q32572:1，4 通道4SSOP | 16、TSSOP | 16、TVSOP | 16、VQFN | 16断电保护，支持 JTAG 信号，支持 SPI 信号，支持超出电源电压的输入电压
SN74CBTLV1G125(1)1:1，1 通道5SOT-23 | 5、SC-70 | 5断电保护
SN74CB3T1G125(1)1:1，1 通道5SC70 | 5、SOT-23 | 5断电保护，信号路径转换
SN74CBTLV31261:1，4 通道5SOIC | 14、SSOP | 16、TSSOP | 14、TVSOP | 14、VQFN | 14断电保护，支持 JTAG 信号，支持 SPI 信号
TS3A27518E2:1，6 通道4.4TSSOP | 24、WQFN | 24断电保护，先断后合，支持 SPI 信号，支持 JTAG 信号，1.8V 兼容控制输入
中压 (25V =< VSIGNAL =< 99V)

TMUX8212

4:1，1 通道

5

TSSOP | 161.8V 兼容控制输入，先断后合，自动防故障逻辑，断电保护

TMUX8108

8:1，1 通道

37

TSSOP | 16

TMUX8109

4:1，2 通道

37

TSSOP | 16

TMUX7412F

1:1，1 通道

9.5

WQFN | 161.8V 兼容控制输入，先断后合，自动防故障逻辑，过压保护

TMUX7462F

1:1，4 通道

9.5

WQFN | 16

TMUX7308F

8:1，1 通道

250

TSSOP | 16、WQFN | 161.8V 兼容控制输入，先断后合，自动防故障逻辑，过压保护，断电保护
MPC5094:1，2 通道1300SOIC | 16、PDIP | 16双电源，先断后合，过压保护，断电保护
MPC5088:1，1 通道1300SOIC | 16、PDIP | 16
MPC5078:1，2 通道1300SOIC | 28
MPC506 16:1，1 通道1300SOIC | 28
(1) 有关 CBT 和 CBTLV 系列的模拟性能，请参阅AppendixA。