Texas Instruments TMUXHS221 2:1/1:2多路复用器/解复用器开关是高速双向器件，优化用于USB 2.0、eUSB2、LS、FS和HS信号传输。TMUXHS221可用作适用于诸多高速接口（数据速率高达3Gbps）的模拟无源开关。TMUXHS221支持差分或单端CMOS信号传输，电压范围为-0.3V至3.6V。

数据手册：*附件：Texas Instruments TMUXHS221 2 1，1 2多路复用器，解复用器开关数据手册.pdf

TI TMUXHS221具有出色的高速性能，可将USB 2.0或eUSB2 HS信号眼图的衰减降至超低水平。该特性的运行具有非常低的通道导通电阻、高带宽、低反射和低附加抖动。该器件经过优化，可实现出色的高频响应，从而更容易地通过USB 2.0 HS电气合规性测试。TMUXHS221的数据路径也经过匹配，可实现出色的差分对内延迟性能。

TMUXHS221具有扩展的温度范围，适合用于许多环境恶劣的应用，包括工业和高可靠性用例。

特性

• 兼容USB 2.0和eUSB2 LS、FS和HS物理层
• 模拟开关可支持大多数高达3.3V和3Gbps的CMOS或差分信号
• 数据引脚可承受5V电压
• VI/O = 0.2V时，RON低至3Ω
• 高–3dB带宽为3.3GHz
• 非常适合240MHz下的USB 2.0或eUSB2 HS信号：
  • 插入损耗 = –0.4dB
  • 回波损耗 = –22dB
  • 关断隔离/串扰 = –32dB
• 超低的垂直和水平USB 2.0 HS眼图衰减
• 电源电压：3.3V
• 控制逻辑输入：1.8V或3.3V
• 扩展工业温度范围：–40°C至+125°C
• 小型10引脚1.4mm × 1.8mm UQFN封装
• 具有多个源的引脚对引脚和BoM对BoM

应用用例

TMUXHS221高速USB 2.0多路复用器/解复用器技术解析

一、产品核心特性

TMUXHS221是德州仪器(TI)推出的高速双向2:1/1:2多路复用器/解复用器开关，具有以下突出特性：

• ‌USB 2.0兼容性‌：支持480Mbps HS/12Mbps FS/1.5Mbps LS信号传输，兼容eUSB2物理层
• ‌超高性能参数‌：
  • 3Ω超低导通电阻(VI/O=0.2V时)
  • 3.3GHz高带宽(-3dB)
  • 插入损耗仅-0.4dB@240MHz
  • 串扰隔离度-32dB@240MHz
• ‌宽电压支持‌：
  • 数据引脚支持-0.3V至3.6V信号范围
  • 5V容差数据引脚
  • 1.8V/3.3V控制逻辑兼容
• ‌工业级可靠性‌：
  • 工作温度范围-40°C至125°C
  • ±5kV HBM ESD保护
  • 10引脚UQFN封装(1.4mm×1.8mm)

二、关键技术创新

1. 超低损耗信号路径

• ‌3Ω导通电阻‌：相比传统方案降低40%导通损耗
• ‌差分对匹配技术‌：实现<10ps的通道内偏斜(intra-pair skew)
• ‌创新封装设计‌：采用UQFN-10封装，优化高频寄生参数

2. 智能电源管理

• ‌双工作模式‌：
  • 活动模式：典型电流11μA
  • 待机模式：仅1.3μA(典型值)
• ‌宽电源范围‌：3.0V至3.6V工作电压
• ‌快速唤醒‌：从待机到工作模式转换时间<16μs

3. 灵活配置架构

• ‌三种工作模式‌：
  • D→DA通路(选择=低)
  • D→DB通路(选择=高)
  • 高阻态(OEn=高)
• ‌双向信号传输‌：支持复用器/解复用器双功能
• ‌混合信号支持‌：可处理差分信号和单端CMOS信号

三、PCB设计指南

1. ‌层叠设计‌：
   • 顶层：信号走线+测试点
   • 底层：完整地平面
   • 关键特性：
     • 0.5mm过孔连接裸露焊盘
     • 差分对长度匹配(ΔL<5mm)
2. ‌电源处理‌：
   • VCC去耦电容距芯片<2mm
   • 采用2oz铜厚电源平面
   • 避免电源分割平面
3. ‌信号完整性‌：
   • 差分对阻抗控制90Ω±10%
   • 避免使用直角转弯(采用45°或弧线)
   • 敏感信号远离时钟源和开关电源

四、性能对比分析

参数	TMUXHS221	传统方案	优势
导通电阻	3Ω	5Ω	降低40%损耗
带宽	3.3GHz	1.5GHz	频率响应提升120%
静态功耗	1.3μA	5μA	功耗降低74%
封装尺寸	2.52mm²	9mm²	面积缩减72%
ESD保护	±5kV	±2kV	防护能力提升150%