Texas Instrument TMUX722x 1:1（SPST）雙通道精密開關是具有閂鎖效應抑制特性的互補金屬氧化物半導體（CMOS）開關，采用雙通道1:1（SPST）配置。這些器件搭配單電源（4.5V至44V）、雙電源（±4.5V至±22V）或非對稱電源（例如VDD = 12V、VSS = -5V）工作。TMUX722x可在源極引腳(Sx)和漏極引腳(D)上支持VSS 至VDD 范圍的雙向模擬和數字信號。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TMUX722x 1比1（SPST）雙通道精密開關數據手冊.pdf

TMUX722x可以通過控制SEL引腳并打開信號路徑1（S1至D1）或信號路徑2（S2至D2）來啟用或禁用。所有邏輯控制輸入均支持1.8V至VDD 邏輯電平，當在有效電源電壓范圍內運行時，可實現TTL和CMOS邏輯兼容性。失效防護邏輯電路允許先在控制引腳上施加電壓，然后在電源引腳上施加電壓，從而保護器件免受潛在的損害。

Texas Instruments TMUX72xx系列具有閂鎖效應抑制特性，可防止器件內寄生結構之間通常由過壓事件引起的大電流不良事件。閂鎖狀況通常會一直持續到電源軌關閉為止，并可能導致器件故障。TMUX72xx系列開關和多路復用器具有防閂鎖特性，可用于惡劣環境。

特性

• 閉鎖抑制
• ±4.5V至±22V雙電源范圍
• 單電源電壓范圍：4.5V至44V
• 低導通電阻：2.1 Ω
• 工作溫度范圍：-40 °C至++125 °C
• 1.8 V邏輯兼容
• 邏輯引腳上集成下拉電阻
• 失效防護邏輯
• 軌到軌運行
• 雙向工作

功能框圖

德州儀器TMUX722x精密開關技術解析

核心特性

1. 電源靈活性

• ?寬電源范圍?：支持±4.5V至±22V雙電源或4.5V至44V單電源工作
• ?非對稱供電?：支持非對稱電源配置(如VDD=12V，VSS=-5V)
• ?低導通電阻?：典型值僅2.1Ω(±15V供電時)

2. 電氣保護

• ?鎖存免疫?：采用特殊工藝防止過壓事件導致的鎖存效應
• ?失效安全邏輯?：控制引腳電壓可先于電源引腳施加(最高44V)
• ?ESD保護?：2000V HBM和500V CDM等級

3. 信號完整性

• ?雙向傳輸?：支持VSS至VDD范圍內的雙向模擬/數字信號
• ?軌到軌操作?：信號路徑支持從VSS到VDD的全范圍傳輸
• ?超低電荷注入?：典型值僅0.19pC(±15V供電時)

技術架構

1. 開關矩陣設計

TMUX722x采用互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳輸門拓撲結構，每個通道包含并聯的NMOS和PMOS晶體管，確保：

• 低導通電阻平坦度(±15V時典型0.5Ω)
• 優異的線性度(THD+N <0.0005%)
• 寬帶寬(典型45MHz)

2. 控制邏輯

• ?1.8V邏輯兼容?：所有控制輸入支持1.8V至VDD邏輯電平
• ?集成下拉電阻?：約4MΩ內部下拉電阻防止引腳浮空
• ?快速切換?：典型開啟時間145ns(±15V供電)

3. 保護機制

• ?過壓保護?：電源引腳二極管箝位至電源軌
• ?熱管理?：
  • θJA=154.3°C/W(VSSOP封裝)
  • 最高結溫150℃
• ?電流限制?：連續電流380mA(25℃時)

關鍵參數對比

典型應用設計

1. 可編程增益放大器(PGA)

?設計要點?：

• 在運放反饋路徑配置不同阻值
• 選擇開關時重點考慮：
  • 導通電阻平坦度(影響增益精度)
  • 電荷注入(導致輸出電壓偏移)
  • 關斷泄漏電流(影響高阻抗節點)

?典型配置?：

1. 反饋電阻網絡：1kΩ、2kΩ、5kΩ
2. 開關控制邏輯：1.8V MCU直接驅動
3. 電源配置：±15V雙電源

2. 信號路由系統

?布局指南?：

1. ?電源去耦?：
   • 每電源引腳配置0.1μF+1μF MLCC
   • 盡量靠近器件放置
2. ?信號走線?：
   • 避免90°轉角(采用45°或圓弧轉角)
   • 敏感信號遠離數字線路
3. ?接地設計?：
   • 使用完整地平面
   • 多via并聯降低電感

3. 高電壓切換

?安全設計?：

1. 確保信號不超過VSS-VDD范圍
2. 連續電流不超過溫度降額曲線
3. 考慮開關瞬態引起的信號擾動

選型建議

1. 版本選擇

• ?TMUX7221?：SELx=1時通道導通(常開型)
• ?TMUX7222?：SELx=0時通道導通(常閉型)

2. 熱設計

• 頂部散熱：θJC(top)=52.9°C/W
• PCB優化：
  • 使用3oz銅厚
  • 增加散熱過孔陣列
  • 最大化接地銅面積

3. 替代方案

對于更高通道數需求，可考慮：

• TMUX7219：4通道SPST開關
• TMUX7308F：8通道多路復用器

行業應用

1. ?醫療設備?：
   • 超聲掃描儀信號路由
   • 患者監護模擬前端
2. ?工業自動化?：
   • PLC模擬輸入模塊
   • 工廠控制信號切換
3. ?測試測量?：
   • 有源示波器探頭
   • 半導體測試接口
4. ?通信系統?：
   • 光網絡信號分配
   • 基站射頻路徑切換

設計資源

TI提供完整開發支持：

• ?參考設計?：TIDA-020031(精密測量系統)
• ?仿真模型?：PSpice和IBIS模型
• ?計算工具?：導通電阻計算器
• ?應用筆記?：
  • 《1.8V邏輯多路復用器設計簡化》
  • 《高電壓模擬開關的系統級保護》

技術趨勢

隨著工業4.0發展，TMUX722x代表的精密開關技術將推動：

1. 更高精度測量系統(24位ADC前端)
2. 模塊化儀器設計
3. 多通道系統集成
4. 惡劣環境下的可靠運行

設計人員應特別注意電源去耦和信號完整性布局，以充分發揮器件性能。TI創新的鎖存免疫架構和失效安全邏輯，為工業應用提供了可靠的信號路徑解決方案。