芯佰微 | CBMG601 CMOS 单刀单掷模拟开关技术详解

作为硬件设计工程师，在信号切换电路开发中，常面临 “机械继电器体积大、功耗高”“普通模拟开关失真严重”的痛点。今天要解析的CBMG601，是一款专为解决这些问题打造的CMOS单刀单掷（SPST）常开模拟开关，其各项性能参数均来自实测数据，从电源适配到场景落地均贴合工业级需求，下面从核心特性到实际应用展开全面说明。

产品定位：机械继电器的高可靠性替代方案

CBMG601 采用CMOS工艺，核心结构为单刀单掷（SPST），默认设计为常开（NO）模式——仅需通过TTL/CMOS兼容的逻辑信号（IN引脚）即可控制通断，输入“1”时开关导通，输入“0”时关闭，无需复杂时序配置，上手门槛极低。

相较于传统机械继电器，其优势尤为突出：

可靠性更强：无机械触点磨损，避免了继电器因触点氧化、老化导致的故障，使用寿命大幅延长；

功耗极低：静态电流（IDD）典型值仅0.001μA，最大值不超过1μA，远低于机械继电器的mA级功耗，对电池供电系统友好；

封装小巧：提供 6 引脚SOT-23、8引脚MSOP两种小型化封装，PCB占用面积比同功能继电器缩小50%以上，适配小型化设备设计；

低失真特性：导通电阻典型值低于 3.3Ω，且导通电阻平坦度优异，特别适合对信号失真敏感的场景。

核心技术参数：从性能维度拆解优势

模拟开关的核心竞争力集中在 “导通性能、电源适配、信号完整性、环境可靠性”四大维度，CBMG601的实测参数精准匹配工业级需求，具体如下：

灵活电源架构：双 / 单电源无缝适配

支持双电源（±2.7V至±5.5V） 与单电源（+2.7V至+ 5.5V） 两种供电模式，无需额外电源转换模块，可直接融入工业控制（常用±5V）、便携设备（常用3.3V）等不同电压架构的系统，无需因电源类型额外选型，大幅降低设计复杂度。

导通性能：低阻 + 低平坦度，保障信号低失真

导通电阻与平坦度是影响信号传输质量的关键指标，实测数据按 “双电源”“单电源”场景分别优化，满足不同设计需求：

双电源场景（VDD=+4.5V，VSS=-4.5V，工作温度- 40℃至+ 85℃）：导通电阻（Ron）典型值2Ω，最大值3.3Ω；导通电阻平坦度（RFLAT (ON)）典型值0.2Ω，最大值0.75Ω，在±4.5V信号范围内电阻波动极小，有效避免信号失真；

单电源场景（VDD=+4.5V，GND=0V，工作温度- 40℃至+ 85℃）：导通电阻典型值3.5Ω，最大值8Ω，满足中高精度信号传输需求，尤其适配对功耗敏感的单电源系统。

信号特性：轨到轨 + 双向导电，设计更灵活

轨到轨工作：导通时输入信号范围可覆盖电源轨 ——单电源下为0V至VDD，双电源下为VSS至VDD，无需担心信号因超出范围被截断，例如3.3V单电源系统中可直接传输0~3.3V全幅度模拟信号；

双向导电：源极（S）与漏极（D）引脚无固定输入/输出方向，导通时信号可双向传输，既可用作“输入信号切换”，也能实现“双向电源路径控制”，减少器件选型限制。

环境可靠性：工业级防护，适应恶劣场景

宽温工作：工作温度范围 - 40℃至+ 85℃，储存温度范围- 65℃至+ 150℃，可在高低温极端环境（如户外检测设备、航空电子设备）中稳定运行；

ESD 防护：具备 2kV 静电防护能力，降低生产与使用过程中静电对芯片的损坏风险，提升系统抗干扰性；

低漏电流：关闭与导通状态下，漏电流最大值均为 ±1nA（双/单电源场景一致），避免微弱信号（如MEMS传感器信号）被漏电流干扰，保障数据采集精度。

封装与引脚设计：贴合生产与布局需求

封装选型：小尺寸与易焊接兼顾

CBMG601 提供两种小型化封装，电气性能完全一致，选型仅需参考PCB空间与焊接工艺：

两种型号均采用 “编带和卷盘”包装，每卷3000个，适配自动化贴装生产线，符合量产需求。

引脚功能：清晰定义，避坑指南

CBMG601 的引脚功能设计简洁明确，MSOP-8（8引脚）与SOT23-6（6引脚）核心功能一致，仅MSOP-8多2个“无连接（NC）”引脚，具体定义与设计注意事项如下：

典型应用场景：精准匹配行业需求

结合实测性能，CBMG601 在以下场景中表现突出，可直接落地应用：

自动测试设备（ATE）：低导通电阻平坦度（最大值 0.75Ω）保障测试信号低失真，180MHz带宽（双电源场景）适配中高频测试需求，有效提升测试精度；

电池供电系统：1μA 静态电流大幅延长电池续航，例如便携式传感器模块，单节锂电池供电可实现数月待机；

通信系统与数据采集：轨到轨信号范围覆盖通信信号全幅度，±1nA漏电流减少采集误差，适合4G/5G基站信号切换或工业传感器数据采集；

电源布线：双向导电特性可实现多路径电源切换，例如冗余电源系统中，通过 CBMG601 切换主备电源，低功耗特性避免额外能耗；

航空电子设备：工业级宽温范围（-40℃至+ 85℃）与ESD防护（2kV），适配航空领域恶劣的工作环境。

设计注意事项：规避参数禁区，保障可靠性

在实际设计中，需严格遵守 CBMG601 的实测参数边界，避免器件损坏：

电压禁区：VDD 与VSS间最大压差为13V，VDD至GND电压范围为- 0.3V至+ 6.5V，模拟/数字输入电压范围为- 0.3V至VDD+0.3V，超出此范围会导致芯片永久损坏；

电流禁区：S/D 引脚持续电流最大值为100mA，脉冲电流（1ms脉冲、占空比≤10%）最大值为200mA，建议在外部设计过流保护电路（如串联自恢复保险丝）；

焊接温度控制：引脚焊接温度需控制在 10 秒内不超过300℃，红外回流温度不超过260℃，避免高温损坏芯片内部结构；

电源滤波：在 VDD、VSS与GND间并联0.1μF陶瓷电容，减少电源噪声对模拟信号的干扰，提升信号稳定性。

小结：适配与局限清晰，选型更精准

CBMG601 是工业级中高精度模拟切换场景的高性价比选择——它解决了机械继电器的体积、功耗痛点，也规避了普通模拟开关的失真问题，适合电流≤100mA、频率≤180MHz、对可靠性与小型化有要求的场景。