TMUX7436F ±60V故障保护双路2:1多路复用器技术解析

描述

Texas Instruments TMUX7436F双路2:1多路复用器是一款互补金属氧化物半导体 (CMOS) 模拟多路复用器,具有闩锁效应抑制功能,采用双通道2:1配置。TMUX7436F在双电源(±5V至±22V)、单电源(8V至44V)或非对称电源(例如V DD =12V、V SS =–5V)供电情况下运行良好。

数据手册:*附件:Texas Instruments TMUX7436F双路2 1多路复用器数据手册.pdf

TI TMUX7436F双路2:1多路复用器在通电和断电情况下均提供过压保护,因此适用于无法精确控制电源时序的应用。

特性

  • 宽电源电压范围:
    • 8V至44V单电源
    • ±5V至±22V双电源
  • 集成故障保护:
    • 过压保护(源极到电源或源极到漏极):±85V
    • ±60V过压保护
    • ±60V断电保护
    • 指示故障状态的中断标志
    • 故障期间的输出开路
  • 器件构造可实现闩锁效应抑制
  • 6kV人体放电模型 (HBM) ESD等级
  • 低导通电阻:8.6Ω(典型值)
  • 平缓的导通电阻:10mΩ典型值
  • 支持1.8V逻辑电平
  • 失效防护逻辑:高达44V(与电源无关)
  • 业界通用的TSSOP封装和较小的WQFN封装

功能图

多路复用器

TMUX7436F ±60V故障保护双路2:1多路复用器技术解析

一、产品概述

TMUX7436F是德州仪器(TI)推出的具有±60V故障保护能力的双通道2:1多路复用器,采用2022年10月发布、11月修订的SCDS459A设计方案。该器件采用CMOS工艺制造,具有以下突出特性:

  • 宽电压工作范围‌:
    • 单电源:8V至44V
    • 双电源:±5V至±22V
    • 支持非对称供电(如VDD=12V,VSS=-5V)
  • 集成故障保护‌:
    • 电源/断电保护:±60V
    • 过压保护:±85V(源极到电源或源极到漏极)
    • 故障状态中断标志(FF和SF引脚)
  • 卓越电气性能‌:
    • 低导通电阻:8.6Ω(典型值)
    • 平坦导通特性:10mΩ(典型值)
    • 3dB带宽:220MHz(±15V供电时)

二、关键技术创新

1. 故障保护架构

TMUX7436F采用创新的三重保护机制:

  • 实时过压检测‌:当源极电压超过电源电压(VDD/VSS)0.7V阈值时自动断开通道
  • 断电保护‌:无电源时所有通道保持高阻态(支持±60V输入)
  • 故障指示系统‌:通过FF(通用故障标志)和SF(特定故障标志)双引脚实现故障诊断

2. 电源管理特性

  • 1.8V逻辑兼容‌:支持现代低电压处理器直接接口
  • 失效安全逻辑‌:控制引脚可承受44V电压(独立于电源电压)
  • 集成下拉电阻‌:所有逻辑引脚内置4MΩ下拉电阻

3. 信号完整性优化

  • 超平坦RON特性‌:在±10V信号范围内RON变化仅0.5Ω
  • 快速切换性能‌:
    • 使能时间:435ns(典型值)
    • 切换时间:417ns(典型值)
  • 低失真特性‌:THD+N仅0.0007%(20Hz-20kHz)

三、PCB布局指南

  1. 电源处理‌:
    • 采用星型拓扑连接电源
    • VDD/VSS走线宽度≥0.3mm(1oz铜)
    • 热焊盘必须连接到GND平面
  2. 信号完整性‌:
    • 敏感模拟走线与数字走线正交布置
    • 匹配长度差分对(使用TMUX7436F时)
    • 避免在开关路径上使用过孔
  3. 热管理‌:
    • TSSOP封装θJA=100.4°C/W
    • 满负载时需保证环境温度<85°C

四、选型对比

参数TMUX7436F传统4051优势说明
工作电压范围±22V±20V更宽电源适应性
故障保护能力±60V系统级可靠性提升
导通电阻平坦度10mΩ50mΩ更高信号保真度
逻辑兼容性1.8V5V省去电平转换电路
封装选项TSSOP/WQFNDIP/SOIC更小尺寸解决方案

五、行业应用案例

  1. PLC模拟输入模块‌:
    • 多路传感器信号路由
    • 故障通道自动隔离
    • 支持HART通信信号传输
  2. 半导体测试设备‌:
    • 高精度信号切换
    • 测试针床接口保护
    • 降低系统停机时间
  3. 电池测试系统‌:
    • 多电池组电压监测
    • 意外短路保护
    • 支持±20V差分测量
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