探索TS12A4516/TS12A4517：双电源低导通电阻SPST CMOS模拟开关

在电子设计领域，模拟开关是不可或缺的组件，它们在信号路由、切换等方面发挥着重要作用。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的TS12A4516和TS12A4517双电源低导通电阻SPST CMOS模拟开关，了解它们的特性、参数以及应用注意事项。

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一、产品概述

TS12A4516和TS12A4517是单刀单掷（SPST）、低压、双电源CMOS模拟开关，具有极低的开关导通电阻。其中，TS12A4516为常开（NO）型，TS12A4517为常闭（NC）型。这两款开关能够在±1 V至±6 V的双电源下连续工作，且每个开关都能处理轨到轨的模拟信号。

二、产品特性

2.1 电源适应性

该模拟开关支持±1 - ±6 V的双电源供电，在不同电源电压下都有出色表现：

• ±5 V供电时，最大导通电阻为25 Ω。
• ±3.3 V供电时，最大导通电阻为35 Ω。
• ±1.8 V供电时，最大导通电阻为47 Ω。 如此宽的电源范围和低导通电阻，使得它在不同的电源环境中都能稳定工作，满足多种设计需求。

2.2 低泄漏电流

• 关断泄漏电流在25°C时最大为5 nA，85°C时最大为10 nA。
• 导通泄漏电流在25°C时最大为5 nA，85°C时最大为10 nA。 低泄漏电流特性可以有效减少能量损耗，提高系统的稳定性和可靠性。

2.3 低电荷注入与快速开关速度

• 电荷注入低至13 pC（±5 V供电），这有助于减少信号失真，提高信号传输的质量。
• 开关速度快，导通时间 (t{ON}=85 ns)，关断时间 (t{OFF}=50 ns)（±5 V供电），能够快速响应信号切换需求。

2.4 其他特性

• 具有先断后通操作（(t{ON}>t{OFF})），避免信号切换时的瞬间短路，保护电路安全。
• 闩锁性能超过100 mA（符合JESD 78，Class II标准），增强了器件的抗干扰能力。
• 静电放电（ESD）性能经过测试，人体模型（HBM）可达2500 V，带电设备模型（CDM）可达1000 V，机器模型（MM）可达250 V，提高了器件在复杂电磁环境下的可靠性。

三、引脚配置与功能

3.1 引脚定义

引脚编号	TS12A4516（D, P / SOT23 - 5）	TS12A4517（D, P / SOT23 - 5）	引脚功能
1	1	1	COM（公共端）
2, 3, 5	–	2, 3, 5	N.C.（无连接，内部未连接）
4	5	4	5	V +（正电源）
6	4	6	4	IN（数字控制端，用于连接COM到NO或NC）
7	3	7	3	V –（负电源）
8	2	–	–	NO（常开）
–	–	8	2	NC（常闭）

3.2 输入与开关状态

INPUT	TS12A4516开关状态	TS12A4517开关状态
LOW	OFF	ON
HIGH	ON	OFF

需要注意的是，NO、NC和COM引脚是相同且可互换的，信号可以双向传输。

四、电气参数

4.1 绝对最大额定值

参数	最小值	最大值	单位
V +（电源电压范围）	–0.3	13	V
模拟电压范围（V NC、V NO、V COM）	V – –0.3	V + + 0.3	V
V IN（逻辑输入范围）	V – –0.3	V + + 0.3	V
连续电流流入任何端子	±20	mA
峰值电流（NO或COM，1 ms脉冲，10%占空比）	±30	mA
ESD（方法3015.7）	>2000	V
连续功率耗散（TA = 70°C，8 - 引脚SOIC）		471	mW
连续功率耗散（TA = 70°C，5 - 引脚SOT23 - 5）		571	mW
T A（工作温度范围）	–40	85	°C
T stg（存储温度范围）	–65	150	°C
引脚温度（焊接，10 s）		300	°C

4.2 不同电源下的电气特性

在±5 V、±3.3 V和±1.8 V电源下，该模拟开关的各项参数表现有所不同，如导通电阻、泄漏电流、开关时间等。例如，在±5 V电源下，导通电阻最大为25 Ω，而在±1.8 V电源下，导通电阻最大为47 Ω。工程师在设计时需要根据实际应用场景选择合适的电源电压，以满足系统对性能的要求。

五、应用信息

5.1 电源供应考虑

TS12A4516和TS12A4517可以在±1 V至±6 V的电源电压下工作，但测试和规格是在±5 V、±3.3 V和±1.8 V电源下进行的。如果只需要单电源供电，推荐使用引脚兼容的TS12A4514和TS12A4515。此外， (V{+}) 和 (V{-}) 不仅驱动内部CMOS开关，还为内部逻辑和逻辑电平转换器供电。

5.2 逻辑电平阈值

由于该器件没有接地引脚，逻辑电平阈值参考 (V{+}) 。当 (V{+}) 在6 V至3 V之间时，阈值限制为 (V{+}) –1.5 V和 (V{+}) –3.5 V；当 (V{+}=2 V) 时，逻辑阈值约为0.6 V。需要注意的是，不要将 (V{+}) 连接到3 V，然后将逻辑电平引脚连接到5 V电源的逻辑电平信号，否则可能会超过绝对最大额定值，损坏器件和/或外部电路。

六、总结

TS12A4516和TS12A4517双电源低导通电阻SPST CMOS模拟开关以其宽电源范围、低导通电阻、低泄漏电流、快速开关速度等特性，在电子设计中具有广泛的应用前景。然而，在使用过程中，工程师需要根据实际需求选择合适的电源电压和逻辑电平，同时注意遵守绝对最大额定值，以确保器件的正常工作和系统的稳定性。大家在实际设计中是否遇到过类似模拟开关的应用挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。