探索TMUX28xx：高性能开关的卓越之选

在电子工程师的日常工作中，选择合适的开关和多路复用器对于设计的成功至关重要。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）的TMUX28xx系列，包括TMUX2821和TMUX2819，看看它们如何在众多应用中脱颖而出。

文件下载：tmux2821.pdf

一、TMUX28xx概述

TMUX28xx是一款互补金属氧化物半导体（CMOS）多路复用器，有两种配置可供选择：TMUX2821为1:1，单刀单掷（SPST）2通道；TMUX2819为2:1，单刀双掷（SPDT）1通道。该系列器件采用单电源（1.8V至5.5V）供电，却能通过超出电源范围的双向模拟和数字信号，范围从 -5.5V至5.5V。

二、TMUX28xx的特点

（一）电气特性突出

1. 宽电源和信号范围：电源范围为1.8V至5.5V，信号范围为 -5.5V至5.5V，这使得它能够适应各种不同的电源和信号环境。例如，在一些需要处理较大信号幅度的音频或工业控制应用中，这种宽范围的支持就显得尤为重要。
2. 低导通电阻：导通电阻低至0.16Ω，且导通电阻平坦度仅为1.0mΩ，这有助于减少信号传输过程中的损耗，提高信号的传输质量。在音频信号传输中，低导通电阻可以有效降低信号失真，保证音频的高保真度。
3. 低失真和噪声：总谐波失真加噪声（THD + N）仅为0.001%（ -100dB），这使得它在处理高精度模拟和音频信号时表现出色，能够提供高质量的信号传输。
4. 高电流支持：最大可支持1.1A的电流，能够满足一些对电流要求较高的应用场景。

（二）逻辑兼容性良好

具有1.8V逻辑兼容（5V VDD时）和1.2V逻辑兼容（1.8V VDD时）的特性，这使得它可以与不同逻辑电平的处理器直接接口，无需额外的电平转换电路，从而节省了电路板空间和成本。

（三）保护功能完善

1. 电源关断保护：具备高达±5.5V的双向电源关断保护功能，即使在无电源电压（VDD = 0V）的情况下，也能隔离开关，防止开关上的电压通过内部ESD二极管反向供电到电源轨，避免对系统其他部分造成潜在损坏。
2. 集成下拉电阻：逻辑引脚集成了下拉电阻，避免逻辑引脚悬空，减少了外部元件的使用，降低了系统成本和复杂度。
3. 故障安全逻辑：控制输入引脚（SEL）支持故障安全逻辑，允许在电源引脚之前施加控制引脚电压，保护器件免受潜在损坏，同时减少了电源时序的要求。

（四）工作温度范围广

工作温度范围为 -40°C至 +125°C，能够适应各种恶劣的工作环境，保证在不同温度条件下的稳定性能。

三、TMUX28xx的引脚配置和功能

（一）引脚布局

TMUX2821和TMUX2819均采用DSG（SON，8）封装，尺寸为2mm × 2mm。不同的引脚具有不同的功能，如源引脚（Sx）和漏引脚（Dx）可作为输入或输出，逻辑控制输入引脚（SEL、SEL1、SEL2、EN）用于控制开关连接，VDD为正电源引脚，GND为接地引脚。

（二）引脚功能说明

PIN NO.	TMUX2821	TMUX2819	TYPE	DESCRIPTION
1	S1	SA	I/O	源引脚1或A，可作为输入或输出
2	D1	N.C	I/O	漏引脚1，可作为输入或输出，对于N.C引脚需连接到GND以保持已知状态
3	SEL2	EN	Logic	逻辑控制输入，控制开关连接
4	GND	GND	GND	接地（0V）参考
5	S2	SB	I/O	源引脚2或B，可作为输入或输出
6	D2	D	I/O	漏引脚2或漏极，可作为输入或输出
7	SEL1	SEL	I	逻辑控制输入，控制开关连接
8	VDD	VDD	P	正电源，需在VDD和GND之间连接0.1µF至10µF的去耦电容以确保可靠运行

四、TMUX28xx的应用领域

（一）音频输入或输出切换

在有多个音频输入（如线路输入和无线连接）或多个扬声器输出的系统中，TMUX2819可以轻松实现音频源的切换。其出色的THD + N性能确保了音频信号质量的最小损失，同时低电源电流要求允许通过GPIO直接驱动电源，使设备进入超低功耗模式，提高系统的鲁棒性。

（二）其他应用

还可应用于陆地移动无线电、国防无线电、超声波气体流量变送器、模拟输入模块、工业模块检测等领域，凭借其宽信号范围、低导通电阻和完善的保护功能，为这些应用提供可靠的信号切换解决方案。

五、设计建议

（一）电源供应

为了提高噪声容限，防止开关噪声从电源轨传播到其他组件，建议在VDD和地之间使用0.1μF至10μF的电源去耦电容。尽量选择多层陶瓷贴片电容（MLCC），因为它们具有较低的等效串联电阻（ESR）和电感（ESL）特性。

（二）布局设计

1. 走线拐角处理：PCB走线拐角应避免90°直角，采用圆角或45°角可以减少反射，保持走线宽度恒定，从而优化传输线特性。
2. 高速信号布线：高速信号应尽量减少过孔和拐角的使用，以降低信号反射和阻抗变化。如果必须使用过孔，应增加其周围的间隙以减小电容。
3. 电容放置：在VDD和GND之间连接0.1µF至10µF的去耦电容，建议使用0.1µF和1µF的电容，并将最小电容值的电容尽可能靠近引脚放置，同时确保电容的额定电压足够。
4. 输入线长度：保持输入线尽可能短，以减少信号干扰。
5. 地平面和走线分离：使用实心接地平面有助于减少电磁干扰（EMI），同时避免敏感模拟走线与数字走线平行或交叉，必要时进行垂直交叉。

TMUX28xx系列以其卓越的性能、丰富的特性和良好的兼容性，为电子工程师在信号切换和多路复用设计中提供了一个可靠的选择。无论是在音频、工业还是通信领域，TMUX28xx都能发挥其优势，帮助工程师实现高效、稳定的设计。大家在实际应用中是否也遇到过类似的开关选择问题呢？不妨在评论区分享一下你的经验和见解。