adg1434yruz-reroz-reel7

إن ADG1434YRUZ-REEL7 من Analog Devices عبارة عن مفتاح تناظري رباعي SPDT (4 قنوات، متعدد الإرسال 2:1) مبني على عملية iCMOS (CMOS الصناعية)، مما يوفر مقاومة تشغيل منخفضة للغاية (4 أوم نموذجية) مع تسطيح ممتاز للمقاومة (0.5 أوم) ومطابقة القناة (0.55 أوم)، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات توجيه الإشارات الدقيقة حيث يكون التشويه وسلامة الإشارة أمرًا بالغ الأهمية.

إن عملية iCMOS هي تقنية مملوكة لشركة Analog Devices تجمع بين CMOS عالية الجهد وترانزستورات ثنائية القطب، مما يتيح مفاتيح تبديل تناظرية يمكنها العمل بجهد إمداد عالٍ (حتى 16.5 فولت زائد أو ناقص 16.5 فولت أو 33 فولت إمداد واحد) مع تحقيق مقاومة تشغيل منخفضة واستهلاك منخفض للطاقة. وتتميز مفاتيح CMOS التقليدية عالية الجهد بقيم مقاومة تشغيل تتراوح بين 50 و200 أوم؛ بينما تحقق عملية iCMOS 4 أوم، وهو ما يمثل تحسناً يتراوح بين 10 و50 ضعفاً.

يحتوي الموديل ADG1434 على أربعة مفاتيح SPDT يتم التحكم فيها بشكل مستقل. يحتوي كل مفتاح من مفاتيح SPDT على طرف مشترك واحد (D) وطرفين قابلين للاختيار (S1، S2). ويحدد مدخل التحكم (INx) أي طرف متصل بالطرف المشترك: عندما يكون INx منخفضًا، يتم توصيل S1A بالطرف DA؛ وعندما يكون INx مرتفعًا، يتم توصيل S1B بالطرف DA. يعمل كل مفتاح بشكل مستقل، ويمكن استخدام المفاتيح الأربعة لتوجيه أربع إشارات مختلفة في وقت واحد.

تعتبر مقاومة التشغيل النموذجية التي تبلغ 4 أوم واحدة من أقل المقاومات المتاحة لمفتاح تناظري تناظري موجب أو ناقص 15 فولت. تقلل مقاومة التشغيل المنخفضة هذه من توهين الإشارة وخطأ الجهد عندما يكون المفتاح في مسار الإشارة. على سبيل المثال، مع حمولة 10 كيلو أوم، يقدم مفتاح 4 أوم خطأ جهد بنسبة 0.04 بالمائة فقط (4/10004)، وهو أمر لا يُذكر لمعظم التطبيقات.

كما أن تسطيح المقاومة عند 0.5 أوم مهم بنفس القدر. تختلف المقاومة عند التشغيل مع جهد الإشارة التناظرية (لأن جهد مصدر بوابة MOSFET يتغير مع تأرجح الإشارة التناظرية)، وهذا الاختلاف يسبب تشويشًا. ويعني التسطيح 0.5 أوم أن التسطيح 0.5 أوم يعني أن المقاومة عند التشغيل تختلف بمقدار موجب أو ناقص 0.25 أوم فقط على نطاق الإشارة التناظرية الكامل، مما يؤدي إلى تشويه منخفض جدًا (0.06 بالمائة THD+N). وهذا أمر بالغ الأهمية لتطبيقات الصوت والقياس الدقيق.

يضمن إجراء التبديل قبل القطع قبل التصنيع (BBM) فصل القناة المتصلة حاليًا قبل توصيل القناة الجديدة، مما يمنع حدوث دوائر قصيرة لحظية بين مصدري الإشارة. يتم ضمان أن يكون التأخير الزمني للتبديل قبل القطع (BBM) 90 نانو ثانية على الأقل، وهو ما يكفي لمنع حدوث طفرات تيار الدائرة القصيرة ولكنه قصير بما يكفي لتقليل مدة خلل الإشارة.

تضمن تيارات التسرب المنخفضة للغاية (0.02 نيوتن أمبير نموذجية عند 25 درجة مئوية) عدم تسرب الإشارات على القنوات غير المتصلة إلى الخرج. عند درجة حرارة 85 درجة مئوية، يبلغ الحد الأقصى للتسرب خارج التيار 3 نيوتن أمبير فقط، وهو ما ينتج عنه مقاومة مصدر 100 كيلو أوم فقط 300 وحدة فولت من جهد الحديث المتبادل - أقل بكثير من أرضية التشويش لمعظم أنظمة القياس.

إن قدرة الإمداد الموجب أو الناقص 15 فولت تجعل ADG1434 مناسبًا لمعدات الصوت الاحترافية (التي تستخدم عادةً إمدادات تناظرية موجب أو ناقص 15 فولت)، والأجهزة الصناعية، وأنظمة الحصول على البيانات التي تحتاج إلى تبديل الإشارات بسعة تصل إلى موجب أو ناقص 10 فولت. يمكن للجهاز أيضًا أن يعمل من مصدر إمداد واحد زائد 12 فولت (مع GND = 0 فولت و VSS = 0 فولت) أو من إمدادات زائد أو ناقص 5 فولت للأنظمة ذات الجهد المنخفض.

يسمح عرض النطاق الترددي 200 ميجا هرتز -3 ديسيبل عند موجب أو ناقص 15 فولت للمفتاح بتمرير إشارات عالية التردد دون توهين كبير. وبالاقتران مع المقاومة المنخفضة عند التشغيل، فإن هذا يجعل ADG1434 مناسبًا لتوجيه الفيديو والحصول على البيانات عالية السرعة.

ADG1434 هو الإصدار الرباعي SPDT؛ ADG1433 هو الإصدار الثلاثي SPDT مع إدخال EN، متوفر في كل من TSSOP-16 وLFCSP-16. لا يحتوي الإصدار ADG1434 في TSSOP-20 على دبوس EN (جميع القنوات نشطة دائمًا)؛ ويتضمن الإصدار LFCSP-20 دبوس EN. للتطبيقات التي تتطلب وظيفة EN، استخدم ADG1434YCPZ-REEL7 بدلاً من ذلك.

يضمن العزل -70 ديسيبل عند تردد 1 ميجاهرتز و-70 ديسيبل من قناة إلى قناة سلامة إشارة ممتازة عند استخدام قنوات متعددة في وقت واحد. تتدهور هذه المواصفات عند ترددات أعلى ولكنها تظل مقبولة لمعظم تطبيقات الصوت والأجهزة حتى عدة ميجاهرتز.

يعمل ADG1434YRUZ-REEL7 كمجموعة من أربعة مفاتيح تناظرية SPDT يتم التحكم فيها بشكل مستقل باستخدام قنوات N وقنوات P ذات القناة N وقنوات P MOSFET ذات الوضع المعزز في تكوين مفتاح T، مصنعة على عملية iCMOS.

عنصر التبديل: يستخدم كل موضع مفتاح SPDT زوج NMOS/ PMOS تكميليًا متصلًا على التوازي. يقوم ترانزستور NMOS بتوصيل النصف السالب من الإشارة التناظرية، بينما يقوم ترانزستور PMOS بتوصيل النصف الموجب. ويوفران معاً معالجة إشارة من سكة إلى سكة من VSS إلى VDD. وتختلف مقاومة تشغيل ترانزستورات NMOS وPMOS في اتجاهين متعاكسين مع جهد الإشارة التناظرية: مع ارتفاع الإشارة نحو VDD، يزداد RDS (تشغيل) NMOS بينما ينخفض RDS (تشغيل) PMOS. ينتج عن التركيبة المتوازية خاصية مقاومة تشغيل مسطحة نسبياً على نطاق الإشارة، مما ينتج عنه مواصفات التسطيح 0.5 أوم.

عملية iCMOS: تختلف عملية iCMOS (CMOS الصناعية) عن CMOS القياسية من خلال دمج ترانزستورات DMOS (MOS مزدوجة الانتشار) عالية الجهد التي يمكنها تحمل ما يصل إلى 33 فولت بين المصرف والمصدر. وهذا يمكّن ADG1434 من العمل عند إمدادات زائد أو ناقص 15 فولت مع الحفاظ على مقاومة منخفضة عند التشغيل. في عملية CMOS القياسية، تزداد مقاومة تشغيل MOSFET بشكل كبير مع تصنيف الجهد بسبب القناة الأطول ومنطقة الانجراف الأثقل المطلوبة. تستخدم عملية iCMOS هيكل DMOS الجانبي الذي يفصل منطقة حجب الجهد العالي عن منطقة القناة، مما يحقق كلاً من قدرة الجهد العالي والمقاومة المنخفضة في نفس الوقت.

التحكم في المفتاح: يحتوي كل مفتاح SPDT على مدخل تحكم (INx). يكون منطق التحكم غير مقلوب: عندما يكون INx منخفضًا (أقل من 0.8 فولت)، يكون مفتاح الجانب A مغلقًا (S1A متصل ب D1) ومفتاح الجانب B مفتوحًا؛ وعندما يكون INx مرتفعًا (أعلى من 2.0 فولت)، يكون مفتاح الجانب B مغلقًا (S1B متصل ب D1) ومفتاح الجانب A مفتوحًا. تكون المدخلات الرقمية متوافقة مع منطق 3 فولت، مما يعني أنه يمكن تشغيلها بمنطق 3.3 فولت حتى عندما تكون الإمدادات التناظرية زائد أو ناقص 15 فولت.

كسر قبل التصنيع: تضمن دائرة BBM الحد الأدنى من زمن التوقف (90 نانو ثانية) بين فتح أحد المفتاحين وإغلاق الآخر. خلال هذا الوقت الميت، يكون الطرف المشترك (D) عائمًا (مقاومة عالية). ويمنع إجراء BBM توصيل مصدري الإشارة (S1A وS1B) معًا للحظات معًا، مما قد يتسبب في تدفق التيار من مصدر الجهد الأعلى إلى مصدر الجهد المنخفض، مما قد يؤدي إلى إتلاف المصدر أو التسبب في حدوث خلل في الإشارة. يتم التحكم في زمن BBM بواسطة دائرة تأخير داخلية.

حقن الشحنة: عندما ينتقل مفتاح MOSFET من التشغيل إلى إيقاف التشغيل، يجب أن تذهب شحنة البوابة التي كانت تحفز القناة إلى مكان ما، وتقترن كمية صغيرة (حقن الشحنة) بمسار الإشارة التناظرية من خلال سعة البوابة إلى القناة. يحتوي ADG1434 على حقن شحنة تبلغ -10 pC عند موجب أو ناقص 5 فولت. تشير الإشارة السالبة إلى أن جهد الخرج يكون سالباً عند إيقاف تشغيل المفتاح. عند موجب أو ناقص 15 فولت، يكون حقن الشحنة عادةً -50 pC. يكون حقن الشحنة ثابتًا نسبيًا على نطاق الإشارة التناظرية، مما يعني أنه يمكن تعويضه جزئيًا بإضافة حقن شحنة مساوية ومعاكسة من مفتاح وهمي مدفوع بإشارة التحكم التكميلية.

تيارات التسرب: عند إيقاف تشغيل المفتاح، يكون كل من ترانزستورات NMOS وPMOS في حالة قطع، ولا يتدفق سوى تسرب العتبة الفرعية وتيارات تسرب الوصلة. يتم تحقيق التسرب النموذجي البالغ 0.02 نيوتن أمبير عند 25 درجة مئوية من خلال التصميم الدقيق وتصميم المعالجة لتقليل مساحات الوصلة ومسارات التسرب السطحي. عند درجة حرارة 125 درجة مئوية، يزداد التسرب بسبب الاعتماد على درجة حرارة تيار العتبة الفرعية وتيار التشبع العكسي للوصلة، ولكنه يظل أقل من 8 نانو أمبير.

عرض النطاق الترددي والعزل: يتم تحديد عرض النطاق الترددي -3 ديسيبل البالغ 145 ميجاهرتز عند موجب أو ناقص 5 فولت بواسطة ثابت زمني RC للمقاومة عند التشغيل (4 أوم) والسعة خارج الحالة للمفتاح وتتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم تحديد العزل خارج الحالة (-70 ديسيبل عند 1 ميجاهرتز) بواسطة السعة الطفيلية بين طرف المفتاح المفتوح والطرف المشترك، مما يخلق مقسم جهد سعوي مع مقاومة الحمل. عند الترددات الأعلى، يتدهور العزل لأن المفاعلة السعوية تقل. يتم تحديد الحديث المتبادل من قناة إلى قناة (-70 ديسيبل عند 1 ميجاهرتز) بواسطة السعة الطفيلية بين قنوات المفاتيح المتجاورة على القالب وفي العبوة.

تبديد الطاقة: يسحب ADG1434 تيار إمداد منخفض جدًا (IDD = 18 وحدة أمبير، و ISS = 0.5 وحدة أمبير نموذجي) للمنطق الداخلي ودوائر التحكم. ويهيمن على تبديد الطاقة تيار الحمل من خلال تيار الحمل من خلال المقاومة: P = I^2 × RON. عند 115 مللي أمبير لكل قناة، يكون تبديد الطاقة لكل قناة 115^2 × 4 = 53 ميجاوات. مع جميع القنوات الأربع التي تحمل 115 مللي أمبير، يكون إجمالي تبديد المفتاح 212 ميجاوات، بالإضافة إلى التبديد الهادئ.