TMUX7236 2:1双通道精密开关技术解析与应用指南

Texas Instruments TMUX7236 2:1 (SPDT) 双通道精密开关是一款互补金属氧化物半导体 (CMOS) 开关，具有防闭锁能力，采用双通道、2:1配置。该器件在双电源（±5V至±22V）、单电源（5V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。TMUX7236可在源极引脚 (Sx) 和漏极引脚 (D) 上支持VSS至VDD范围的双向模拟和数字信号。

数据手册：*附件：Texas Instruments TMUX7236 2-1 (SPDT) 双通道精密开关数据手册.pdf

所有逻辑控制输入均支持1.8V至VDD逻辑阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时，该阈值可确保TTL和CMOS逻辑电路的兼容性。失效防护逻辑电路允许在电源引脚之前施加控制引脚上的电压，从而保护器件免受潜在的损害。

Texas Instruments TMUX72xx系列具有防闭锁能力。该特性可防止器件内寄生结构之间不受欢迎的大电流事件（通常由过压事件引起）。闭锁条件通常持续到电源轨关闭，可能导致器件故障。TMUX72xx系列开关和多路复用器具有防闩锁特性，可用于恶劣环境。

特性

• 闭锁抑制
• 双电源范围：±4.5V至±22V
• 单电源范围：4.5V至44V
• 低导通电阻：2Ω
• 大电流支持：330mA（最大值） (WQFN)
• 工作温度范围：-40°C至+125°C
• 1.8V逻辑兼容
• 逻辑引脚上集成下拉电阻器
• 失效防护逻辑
• 轨到轨运行
• 双向工作

功能框图

TMUX7236 2:1双通道精密开关技术解析与应用指南‌

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‌一、核心特性概述‌

德州仪器（TI）的TMUX7236是一款针对高精度信号切换设计的2:1（SPDT）双通道模拟开关，具有以下突出特性：

1. ‌宽电压工作范围‌
   • 支持双电源（±4.5 V至±22 V）、单电源（4.5 V至44 V）及非对称电源（如VDD=12 V/VSS=-5 V）。
   • 信号路径支持轨到轨输入/输出（VSS至VDD）。
2. ‌低导通电阻与高电流能力‌
   • ‌RON典型值2 Ω‌（VDD=±15 V时），全温度范围内最大值4 Ω。
   • 支持连续电流高达330 mA（WQFN封装），满足工业大电流场景需求。
3. ‌卓越的可靠性设计‌
   • ‌ 抗闩锁（Latch-Up Immune） ‌：基于SOI工艺，避免寄生结构导致的失效。
   • ‌ 失效安全逻辑（Fail-Safe Logic） ‌：控制引脚支持高达44 V电压，无需电源时序控制。
4. ‌低功耗与快速响应‌
   • 1.8 V逻辑兼容，内置下拉电阻（约4 MΩ）。
   • 开关切换时间低至110 ns（VDD=±15 V时），支持高速信号路由。

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‌二、关键参数详解‌

1. ‌导通电阻（RON）特性‌
   • 随电源电压变化：±15 V双电源时RON典型值为2 Ω，±20 V时降至1.7 Ω（见图5-1）。
   • 通道间匹配度优异：ΔRON < 0.18 Ω（25°C），减少多路切换时的信号偏差。
2. ‌泄漏电流与隔离性能‌
   • 关断泄漏电流：
     • 源极（IS(OFF)）和漏极（ID(OFF)）典型值<1 nA（VDD=44 V时）。
   • 关断隔离度：
     • -70 dB @ 100 kHz，有效抑制高频串扰（图5-21）。
3. ‌动态特性‌
   • 电荷注入：典型值30 pC（VDD=±15 V），可通过源极补偿电容进一步优化（图7-2）。
   • 带宽：-3 dB带宽达40 MHz（RL=50 Ω），适合高速数据采集。

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‌三、典型应用场景‌

1. ‌工业自动化控制‌
   • PLC模拟输入模块的多路校准（图8-1），利用低RON和电荷注入特性提升测量精度。
   • 支持±20 V信号切换，适配压力/温度传感器接口。
2. ‌医疗设备‌
   • 超声诊断仪中的信号路由，利用高隔离度（-50 dB @ 1 MHz）避免通道间干扰。
3. ‌半导体测试‌
   • 多测试点切换，通过Break-Before-Make（典型延迟27 ns）防止信号短路。
4. ‌电源管理‌
   • 非对称电源配置（如VDD=12 V/VSS=-5 V）实现灵活的系统设计。

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‌四、设计注意事项‌

1. ‌电源去耦‌
   • 推荐VDD/VSS并联0.1 μF与1 μF MLCC电容，靠近引脚布局以降低噪声（图8-4）。
2. ‌PCB布局优化‌
   • 高频信号路径避免90°转角，采用圆弧走线减少反射（图8-3）。
   • 敏感模拟信号与数字线路垂直交叉，降低耦合干扰。
3. ‌热管理‌
   • WQFN封装热阻RθJA=41.5°C/W，需确保足够散热面积。

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‌五、选型与资源‌

• ‌封装选项‌：
  • WQFN（4 mm×4 mm）或TSSOP（5 mm×6.4 mm），支持-40°C至+125°C工业温度范围。
• ‌开发支持‌：
  • 参考设计：True Differential, 4×2 MUX AFE（TI文档SLAAE88）。
  • 仿真模型：SPICE模型可通过TI官网下载。