Texas Instrument TMUX622x 1:1（SPST）双通道精密开关数据手册

Texas Instrument TMUX622x 1:1（SPST）双通道精密开关是互补金属氧化物半导体（CMOS）开关，采用双通道1:1（SPST）配置。该器件与单电源（4.5V至36V）、双电源（±4.5V至±18V）或非对称电源（例如VDD = 12V、VSS = –5V）配合使用。TMUX622x可在源极引脚(Sx)和漏极引脚(D)上支持VSS 至VDD 范围的双向数字和模拟信号。

数据手册：*附件：Texas Instruments TMUX622x 1比1（SPST）双通道精密开关数据手册.pdf

TMUX622x可以通过控制SEL引脚打开信号路径1（S1至D1）或信号路径2（S2至D2）来启用或禁用。所有逻辑控制输入均支持1.8V至VDD的逻辑电平，当器件在有效电源电压范围内运行时，可实现CMOS和TTL逻辑兼容性。失效防护逻辑电路允许先在控制引脚上施加电压，然后在电源引脚上施加电压，从而保护器件免受潜在的损害。

Texas Instruments TMUX622x器件具有极低的开和关漏电流（50pA），因此可用于高精度测量应用。

特性

• 双电源范围：±4.5V至±18V
• 单电源电压范围：4.5V至36V
• 低导通电阻：2.1 Ω
• 工作温度范围：–40°C至+125°C
• 1.8 V逻辑兼容
• 逻辑引脚上集成下拉电阻
• 失效防护逻辑
• 轨到轨运行
• 双向工作

功能框图

德州仪器TMUX622x系列精密开关技术解析

德州仪器(TI)的TMUX6221和TMUX6222是36V低导通电阻的1:1(SPST)双通道精密开关，采用10引脚VSSOP(DGS)封装(3mm×4.9mm)。这两款器件具有以下突出特性：

• ‌宽电源范围‌：支持±4.5V至±18V双电源或4.5V至36V单电源工作
• ‌超低导通电阻‌：典型值仅2.1Ω(±15V供电时)
• ‌工业级温度范围‌：-40°C至+125°C工作温度
• ‌1.8V逻辑兼容‌：所有控制输入支持1.8V至VDD逻辑电平
• ‌集成保护功能‌：内置下拉电阻、失效安全逻辑和锁存免疫特性

技术架构与创新

1. 开关矩阵设计

TMUX622x采用互补金属氧化物半导体(CMOS)传输门拓扑结构，每个通道包含并联的NMOS和PMOS晶体管，确保：

• 低导通电阻平坦度(±15V时典型0.5Ω)
• 优异的线性度(THD+N <0.0005%)
• 宽带宽(典型45MHz)

2. 电源灵活性设计

• ‌非对称供电支持‌：如VDD=12V，VSS=-5V等组合
• ‌失效安全逻辑‌：控制引脚电压可先于电源引脚施加(最高44V)
• ‌低静态电流‌：典型值仅3.5μA

3. 信号完整性保障

• ‌双向传输‌：支持VSS至VDD范围内的双向模拟/数字信号
• ‌轨到轨操作‌：信号路径支持从VSS到VDD的全范围传输
• ‌超低电荷注入‌：典型值仅0.19pC(±15V供电时)

关键性能参数对比

参数	TMUX6221	TMUX6222	单位
导通电阻@25℃	2.1	2.1	Ω
电荷注入	±0.19	±0.19	pC
关断隔离@1MHz	-50	-50	dB
串扰@1MHz	-93	-93	dB
静态电流	3.5	3.5	μA

典型应用设计指南

1. 可编程增益放大器(PGA)

‌设计要点‌：

• 在运放反馈路径配置不同阻值
• 选择开关时重点考虑：
  • 导通电阻平坦度(影响增益精度)
  • 电荷注入(导致输出电压偏移)
  • 关断泄漏电流(影响高阻抗节点)

‌典型配置‌：

1. 反馈电阻网络：1kΩ、2kΩ、5kΩ
2. 开关控制逻辑：1.8V MCU直接驱动
3. 电源配置：±15V双电源

2. 工业信号路由系统

‌布局关键点‌：

1. ‌电源去耦‌：
   • 每电源引脚配置0.1μF+1μF MLCC
   • 尽量靠近器件放置(距离<5mm)
2. ‌信号走线‌：
   • 采用45°或圆弧转角避免90°转角
   • 敏感信号远离数字线路
3. ‌接地设计‌：
   • 使用完整地平面
   • 多via并联降低电感

3. 高精度测量系统

‌误差控制措施‌：

• 选择低泄漏电流通道(<50pA)
• 考虑导通电阻温度漂移(0.01Ω/°C)
• 优化PCB布局降低寄生电容

行业应用场景

1. ‌医疗设备‌：
   • 超声扫描仪信号路由
   • 患者监护模拟前端
2. ‌工业自动化‌：
   • PLC模拟输入模块
   • 工厂控制信号切换
3. ‌测试测量‌：
   • 有源示波器探头
   • 半导体测试接口
4. ‌通信系统‌：
   • 光网络信号分配
   • 基站射频路径切换

设计支持资源

TI为TMUX622x提供完整开发支持：

• ‌参考设计‌：TIDA-020031(精密测量系统)
• ‌仿真模型‌：PSpice和IBIS模型
• ‌计算工具‌：导通电阻计算器
• ‌应用笔记‌：
  • 《1.8V逻辑多路复用器设计简化》
  • 《高电压模拟开关的系统级保护》

技术发展趋势

随着工业4.0和精密测量需求增长，TMUX622x代表的精密开关技术将推动：

1. 更高精度测量系统(24位ADC前端设计)
2. 模块化仪器架构发展
3. 多通道系统集成度提升
4. 恶劣工业环境下的可靠运行

设计人员应特别注意电源去耦和信号完整性布局，TI创新的锁存免疫架构和失效安全逻辑为工业应用提供了可靠的信号路径解决方案。