SGM3715：高性能双路SPDT模拟开关的技术解析

在电子设计领域，模拟开关是一种常见且关键的元件，它在信号切换、多路复用等应用中发挥着重要作用。今天，我们就来深入了解一下SGMICRO推出的SGM3715双路SPDT（单刀双掷）模拟开关。

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一、产品概述

SGM3715是一款功能强大的模拟开关，它能够在2.7V至12V的单电源下稳定工作，并且具备低失真的负信号传输能力。其显著特点包括低导通电阻、高电压承受能力以及快速的开关时间，这些高性能特性使得它在众多应用场景中都能大显身手。此外，由于它拥有两个常开和常闭开关，因此还可以作为双路2选1多路复用器使用。

SGM3715提供了Green TQFN - 4×4 - 16L和WLCSP - 1.27×2.13 - 15B两种封装形式，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃，能适应较为复杂的环境条件。

二、产品特性

1. 电源与导通电阻

• 单电源电压范围：2.7V至12V，这使得它可以适配多种不同的电源系统，具有较高的灵活性。
• 开关导通电阻：典型值为0.8Ω，如此低的导通电阻能够有效减少信号传输过程中的损耗，提高信号质量。

2. 信号传输能力

• 轨到轨低失真正负信号传输：能够实现从 - VCC到 + VCC的轨到轨信号传输，并且保证低失真，确保信号的完整性。
• 高关断隔离度和极低串扰：高关断隔离度可以有效避免信号之间的干扰，极低的串扰则保证了多路信号同时传输时的稳定性。

3. 控制与开关特性

• 1.8V逻辑兼容控制引脚：方便与其他逻辑电路进行连接和控制，降低了系统设计的复杂度。
• 先断后通开关：这种开关方式可以避免在信号切换过程中出现短路等问题，提高系统的可靠性。

4. 温度与封装

• 工作温度范围： - 40℃至 + 85℃，适应不同的工作环境。
• 封装形式：提供了TQFN - 4×4 - 16L和WLCSP - 1.27×2.13 - 15B两种绿色封装，满足不同的设计需求。

三、应用领域

1. 便携式设备

在便携式设备中，如智能手机、平板电脑等，SGM3715可以用于音频信号的切换和多路复用，其低功耗和高性能的特点能够有效延长设备的电池续航时间，同时保证音频质量。

2. 电池供电系统

对于电池供电的系统，SGM3715的低导通电阻可以减少能量损耗，提高系统的效率。例如，在一些可穿戴设备中，它可以用于传感器信号的切换和处理。

四、电气特性

1. 模拟开关特性

• 模拟信号范围：能够处理 - VCC到 + VCC的信号，实现轨到轨的信号传输。
• 导通电阻：在不同的封装形式和温度条件下，导通电阻有所差异，但都保持在较低的水平。例如，在WLCSP - 1.27×2.13 - 15B封装下，典型导通电阻为0.8Ω，在 - 40℃至 + 85℃的全温度范围内最大为1.7Ω。
• 导通电阻匹配和扁平度：通道间的导通电阻匹配良好，扁平度也较低，保证了信号传输的一致性。

2. 数字输入特性

• 输入高电压和低电压：输入高电压范围为1.5V至5.5V，输入低电压范围为0V至0.5V，与1.8V逻辑兼容。
• 下拉电阻：典型值为600kΩ，用于确保输入信号的稳定性。

3. 动态特性

• 开关时间：开启时间和关闭时间都比较短，例如在典型条件下，开启时间为820μs，关闭时间为180μs，能够快速响应信号的切换。
• 先断后通延迟时间：典型值为680μs，保证了信号切换的安全性。
• 关断隔离度和串扰：在不同频率下，关断隔离度和串扰都表现良好，例如在1kHz时，关断隔离度为 - 130dB，串扰为 - 120dB。
• - 3dB带宽：典型值为100MHz，能够满足高频信号的传输需求。
• 通道导通电容和电荷注入：通道导通电容为60pF，电荷注入为1000pC，对信号的影响较小。
• 总谐波失真：在不同的信号幅度和负载条件下，总谐波失真都很低，例如在2VRMS、RL = 600Ω的条件下，总谐波失真为 - 113dB。

4. 电源要求

• 电源电流：在正常工作状态下，电源电流在不同的电源电压和温度条件下有所不同。例如，在VCC = 3.3V、TA = + 25℃时，电源电流典型值为520μA；在关断状态下，电源电流非常小，典型值为0.4μA。

五、引脚配置与功能

1. 引脚配置

SGM3715在WLCSP - 1.27×2.13 - 15B和TQFN - 4×4 - 16L两种封装下的引脚配置有所不同，但都包含了电源引脚、控制引脚、信号输入输出引脚等。例如，VCC为电源引脚，EN为使能控制引脚，IN1和IN2为数字控制引脚，NO1、NO2为常开引脚，NC1、NC2为常闭引脚，COM1、COM2为公共引脚。

2. 功能表

根据使能引脚EN和数字控制引脚IN1、IN2的不同状态，SGM3715可以实现不同的开关功能。例如，当EN = “Low”时，开关处于关断状态；当EN = “High”时，根据IN1和IN2的状态，COM1和COM2分别与NO1、NC1或NO2、NC2连接。

六、测试电路

文档中给出了多种测试电路，用于测试SGM3715的各项性能指标，如导通电阻、开关时间、关断隔离度、串扰等。这些测试电路为工程师在实际应用中验证和评估SGM3715的性能提供了参考。

七、应用电路

1. 扬声器与接收器隔离电路

在便携式设备中，扬声器和接收器通常会同时存在。高电压的D类扬声器驱动器可能会损坏接收器驱动器，SGM3715可以提供接收器驱动器和高电压D类扬声器驱动器之间的安全隔离。它通过低导通电阻的通道传递无电容接收器驱动器的正负信号，保证了音频信号的正常传输。

2. 1对2 HiFi音频信号切换电路

为了提高便携式设备的音频性能，通常会选择外部扬声器功率放大器来替代内部集成的扬声器功率放大器。SGM3715可以作为1对2 HiFi信号开关，将音频线路输出或耳机驱动器的音频信号切换到不同的扬声器上，同时需要一个稳定的3.3V电源。

八、封装与订购信息

SGM3715提供了TQFN - 4×4 - 16L和WLCSP - 1.27×2.13 - 15B两种封装形式，并且给出了详细的封装尺寸、推荐焊盘尺寸、编带和卷盘信息以及纸箱尺寸等。这些信息对于工程师进行PCB设计和生产组装非常重要。

综上所述，SGM3715是一款性能优异的双路SPDT模拟开关，具有低导通电阻、高电压承受能力、快速开关时间等特点，适用于多种应用场景。在实际设计中，工程师可以根据具体需求选择合适的封装形式和工作条件，充分发挥SGM3715的优势。大家在使用SGM3715的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。