ZHCAFB1 May   2025 CD4053B

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 太阳能系统中的多路信号分离应用示例
    2. 1.2 关断通道上出现多余电压的应用问题
  5. 2关断通道模型分析
    1. 2.1 通道结构
    2. 2.2 等效电阻器模型
  6. 3将关断通道输出电压固定到接地
    1. 3.1 下拉电阻器
    2. 3.2 下拉电容器
    3. 3.3 带开关的泄放电阻器
  7. 4测试和测量
    1. 4.1 测量注意事项
    2. 4.2 测试结果
  8. 5总结
  9. 6参考资料

通道结构

图 2-3 展示了 CD4053B 等典型的通道结构。NMOS 路径与 PMOS 路径并联,就像传输门开关一样,以实现更平坦的导通状态电阻。两个背对背 NMOS 晶体管用于组成 NMOS 路径,另一个开关 SW 连接在晶体管对的中点与 VSS 之间。当通道导通时,晶体管导通、SW 关断、电压信号从输入传输到输出。当通道关断时,晶体管关断、SW 导通、中点的电压被下拉至 VSS。

 CD4053B 的通道结构图 2-3 CD4053B 的通道结构

图 2-3 中的 PMOS 路径的工作方式与 NMOS 路径类似。此外,ESD 二极管放置在 IO 引脚上以钳制输出电压范围,使其在过压事件发生时保持在 VDD 和 VSS 之间。

假定输入为直流电压,如图 1-5 中的示例所示。由于关断状态晶体管和 ESD 二极管都没有真正关断,因此有少量漏电流流经晶体管和二极管,并流至输出负载。关断通道漏电流路径如图 2-4 所示。

 关断通道漏电流路径图 2-4 关断通道漏电流路径

如上所述,当通道关断时,SW 导通并将漏电流灌入 VSS。由于 SW 的导通状态电阻远小于 NMOS 晶体管的关断状态电阻,因此大多数漏电流从输入侧流向 VSS 而不是输出。同样,对于 PMOS 路径,漏电流环路会在输入和 VDD 之间形成,而不是在输入和输出之间形成。换言之,图 2-3 中的通道结构几乎会阻断输入到输出漏电路径 (5)(6)(7)(8)。

对于其余输出漏电路径 (1)(2)(3)(4),电流从 VDD 拉出或由 VSS 灌入。拉电流和灌电流反向流动、相互抵消,以实现流过输出负载的相当低的漏电流。

此外,并非所有多路复用器通道结构都具有输入至输出漏电阻断特性。以图 2-5 的通道结构为例:

 无输入到输出漏电阻断功能的通道结构图 2-5 无输入到输出漏电阻断功能的通道结构

此结构没有额外的开关路径来将输入漏电流引导至 VDD/VSS。关断通道漏电流路径如图 2-6 所示。

 具有输入到输出泄漏的关断通道漏电流路径图 2-6 具有输入到输出泄漏的关断通道漏电流路径

NMOS 的关断状态电阻为漏电流从输入端流向输出端提供了路径 (1)(2)。路径 (3)(4)(5)(6) 中的其他漏电流在相反方向相互抵消,如图 2-4 中所示。路径 (1)(2) 中的漏电流沿相同方向流动,无法相互抵消。因此,此结构的输出漏电流可能会更大。