模拟开关电路

能使模拟信号通过或阻断的电路在通信雷达计算机自动控制测量仪器等电子设备中都需要用这种电路来转换模拟信号或数字信号模拟开关的物理模型如图1图中,AB为连接模拟信号的开关端点;C为连接控制信号uC的控制端点当外加uC使开关S接通时模拟信号可通过S从A端传送到B端或作反方向传送而当uC使S断开时,模拟信号即被阻断开关性能的优劣直接影响模拟信号的传输质量　一个理想的模拟开关在接通时电阻应为零使通过它的模拟信号不产生任何损失在断开时电阻应为无穷大以期完全阻止模拟信号通过不产生任何泄漏开关的启闭动作应在瞬间完成并具有任意需要的转换速度这种特性应与模拟信号的幅度频率传送方向以及环境温度无关足以保证在各种环境下转换各类模拟信号实际的模拟开关应尽量在性能上接近理想开关的特性
　　模拟开关由晶体二极管晶体管和场效应晶体管构成它常依所用的电子器件而分类
　　二极管模拟开关　在图2中用二极管D作为开关元件当控制电压us具有可使二极管D导通的正值时通过D的电流i在电阻RL两端产生电压u,这相当于开关接通当us为负值时二极管D截止,i和u均为零,相当于开关断开图3是一个实用的二极管模拟开关电路当控制电压uC为某一正值时二极管D1D2导通,D3D4截止相当于开关接通模拟信号从A端传送到B端或者反方向传送但由于D1D2导通时电阻不为零信号通过时会产生电压损失当uC为负值时,D1D2截止D3D4导通相当于开关断开,模拟信号不能通过开关但 D1D2截止时电阻不是无穷大因而会产生信号电流泄漏 　场效应晶体管模拟开关　在图4的电路中用场效应晶体管 T作为开关元件当栅极电压uG为高电位时T导通, 通过T的电流iD在电阻RD两端产生压降uD,相当于开关接通当uG为低电位时T 截止,iD及uD均为零相当于开关断开图5是由 4个场效应晶体管集成的模拟开关电路可用来传送4路模拟信号图中,G1～G4为控制端,D1～D4和S1～S4为开关端,把各管的源极S1～S4连在一起便可用作多路转换开关称为共源组合把各管的栅极G1～G4连在一起可用作多路传输开关称为共栅组合 　场效应晶体管具有功耗低漏电流小和双向对称性好等优点因而场效应管集成的模拟开关得到广泛应用