SGM7300AN：高性能2通道2:1复用/解复用开关

在高速串行接口应用领域，一款性能卓越的开关器件能为系统带来更稳定、高效的信号传输。今天，我们就来深入了解一下SGMICRO推出的SGM7300AN——一款3.3V的差分2通道2:1复用/解复用开关。

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一、产品概述

SGM7300AN是一款差分2通道开关，可用于复用器（MUX）和解复用器（DEMUX）配置。它适用于PCI Express Generation 3、USB 3.1等高速串行接口应用，能够将双差分信号切换到2个位置中的1个。该产品具有诸多优势，比如将开关阻抗降至最低，使通过开关的衰减可忽略不计；同时，它还能最大程度减少高速串行接口所需的通道间偏斜和串扰。此外，通过扩展现有高速端口，SGM7300AN可实现极低的功耗。为了实现高ESD耐受性，其内部集成了ESD保护电路。并且，该产品对引脚进行了优化，以匹配不同的应用布局，适用于主板上具有不同信号源的边缘连接器，其输入和输出引脚位于封装的相对两侧，所有端口的阻抗相对于GND引脚为Hi - Z。在RF路径上，只要不施加外部直流电压，就无需外部直流阻塞电容器，这可以节省PCB面积和成本。SGM7300AN采用绿色TLGA - 2.5×4.5 - 20L封装。

二、产品特性

高带宽与高速信号传输

• 高带宽：拥有9GHz的高带宽，能够满足高速信号传输的需求。
• 高速信号支持：支持10Gbps信号传输，同时支持USB 3.1 Gen1和Gen2数据速率，为高速接口应用提供了有力保障。

低损耗与高隔离

• 低插入损耗：在0.1GHz时插入损耗为 - 0.36dB，在4.0GHz时为 - 0.71dB，有效减少信号在传输过程中的损失。
• 低关态隔离：在4.0GHz时关态隔离为 - 21dB，能有效避免信号干扰。
• 低回波损耗：在4.0GHz时回波损耗为 - 20dB，保证信号的稳定传输。

环保封装

采用绿色TLGA - 2.5×4.5 - 20L封装，符合环保要求。

三、应用领域

SGM7300AN的应用范围广泛，包括但不限于以下几个方面：

• USB 3.1：满足USB 3.1接口的高速数据传输需求。
• PCI Express Generation 3：为PCI Express Gen3提供稳定的信号切换功能。
• DisplayPort 1.2：可用于DisplayPort 1.2接口的信号路由。
• SATA 6Gbit/s：适用于SATA 6Gbit/s接口，保障数据的高速传输。
• 高速差分信号路由：在高速差分信号的路由中发挥重要作用。

四、引脚配置与功能描述

引脚配置

SGM7300AN采用TLGA - 2.5×4.5 - 20L封装，其引脚配置如下：	PIN	NAME	TYPE	FUNCTION
3	A0_P	I/O	Channel 0, Port A, Positive/Negative Signal.
4	A0_N	I/O
7	A1_P	I/O	Channel 1, Port A, Positive/Negative Signal.
8	A1_N	I/O
19	B0_P	I/O	Channel 0, Port B, Positive/Negative Signal.
18	B0_N	I/O
17	B1_P	I/O	Channel 1, Port B, Positive/Negative Signal.
16	B1_N	I/O
15	C0_P	I/O	Channel 0, Port C, Positive/Negative Signal.
14	C0_N	I/O
13	C1_P	I/O	Channel 1, Port C, Positive/Negative Signal.
12	C1_N	I/O
9	SEL	CMOS Single - Ended Input	Operation Mode Select Pin. SEL = Low: A ↔ B SEL = High: A ↔ C
2	XSD	CMOS Single - Ended Input	XSD = Low: Normal Operation XSD = High: Hi - Z Operation
1, 6, 10	VDD	Power	Positive Supply Voltage.
5, 11, 20	GND	Power	Ground.
Exposed Pad	-	Power	Exposed pad must be connected to ground.

功能描述

其功能由XSD和SEL引脚控制，具体如下：	XSD	SEL	FUNCTION
High	X	All channel off
Low	Low	Channel on An to Bn
Low	High	Channel on An to Cn

其中，X表示无关。

五、电气特性

静态特性

• 电源电流：正常模式下，当VDD = max，XSD = low时，典型值为80μA，最大值为100μA；Hi - Z模式下，当VDD = max，XSD = high时，同样典型值为80μA，最大值为100μA。
• 高电平输入电流：当VDD = max，V = VDD时，最大值为 + 30μA。
• 低电平输入电流：当VDD = max，V = GND时，最大值为±30μA。
• 高电平输入电压：SEL和XSD引脚的高电平输入电压范围为1.4V到VDD。
• 低电平输入电压：SEL和XSD引脚的低电平输入电压最大值为0.45V。
• 输入电压：差分引脚、SEL和XSD引脚的输入电压最大值为2.4V。
• 差分输入电压：峰 - 峰值最大值为1.6V。

动态特性

• 差分插入损耗：通道关闭时，在0.1GHz时为 - 47dB，在4.0GHz时为 - 21dB；通道开启时，在0.1GHz时为 - 0.36dB，在4.0GHz时为 - 0.71dB。
• 差分近端串扰：相邻通道开启时，在0.1GHz时为 - 60dB，在4.0GHz时为 - 36dB。
• - 3dB带宽：为9GHz。
• 差分回波损耗：在0.1GHz时为 - 31dB，在4.0GHz时为 - 20dB。
• 导通电阻：当VD = 3.3V，VIN = 2V，IN = 19mA时，典型值为5.5Ω，最大值为9Ω。
• 导通输入/输出电容：典型值为2.0pF。
• 传播延迟：An到Bn或An到Cn，频率为4.0GHz时，最大值为100ps。

开关特性

• 启动时间：当VDD = 3.3V且XSD变为低电平时，最大值为1000ns。
• 开启时间：最大值为150ns。
• 关闭时间：最大值为150ns。
• 差分偏斜时间：线对内最大值为15ps。
• 偏斜时间：线对间最大值为25ps。

六、应用信息

典型应用场景

SGM7300AN可作为通用模拟差分无源开关，适用于PCI Express Generation 3、USB 3.1等高速接口应用的复用器（MUX）和解复用器（DEMUX）配置。由于其出色的动态特性，它能够实现高速切换，对信号眼图的衰减最小，并且引入的抖动非常小。其典型应用图展示了它在不同控制器和接口之间的连接应用。

AC耦合电容应用

大多数接口需要在发射器和接收器之间进行AC耦合，推荐使用0402封装的AC耦合电容，应避免使用0805尺寸的电容。AC耦合电容应对称放置，并且线对的值应匹配。SGM7300AN可与USB Type - C连接器配合使用，以支持连接器的翻转。文档中给出了AC耦合电容在该应用中的通用位置。

七、注意事项

过应力警告

超过绝对最大额定值的应力可能会对器件造成永久性损坏。长时间暴露在绝对最大额定值条件下可能会影响可靠性。在推荐工作条件范围之外的任何条件下，不保证器件的功能正常运行。

ESD敏感性警告

如果不仔细考虑ESD保护，该集成电路可能会受到损坏。SGMICRO建议对所有集成电路采取适当的预防措施进行处理。不遵守正确的处理和安装程序可能会导致损坏。ESD损坏的程度可能从细微的性能下降到设备完全故障。精密集成电路可能更容易受到损坏，因为即使是微小的参数变化也可能导致器件不符合公布的规格。

八、总结

SGM7300AN凭借其高带宽、低损耗、低串扰等优秀特性，在高速串行接口应用中具有很大的优势。它的多功能性和稳定性使其成为众多高速接口设计的理想选择。电子工程师们在设计相关电路时，可以充分考虑SGM7300AN的特性和应用要求，以实现更高效、稳定的信号传输。大家在实际应用中，是否遇到过类似开关器件的选型和使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。