探索LMS4684：低电压双SPDT模拟开关的卓越性能与应用

在电子设备的设计中，模拟开关是不可或缺的组件，它在信号路由、电源管理等方面发挥着关键作用。今天要给大家介绍的是德州仪器（TI）的LMS4684，一款低电压、低导通电阻的双单刀双掷（SPDT）模拟开关，它在众多应用场景中展现出了卓越的性能。

文件下载：lms4684.pdf

产品特性

低导通电阻

LMS4684的NC开关在2.7V电源下最大导通电阻仅为0.5Ω，NO开关最大导通电阻为0.8Ω。这种低导通电阻特性使得信号在传输过程中的损耗极小，能够保证信号的高质量传输。

低功耗

在25°C环境下，其典型电源电流仅为5nA，再加上1.8 - 5.5V的单电源工作范围，非常适合电池供电设备，有助于延长设备的续航时间。

小巧封装

提供12凸点DSBGA和10引脚WSON（3x4mm）两种微型封装。这些封装不仅节省了PCB空间，还能在小尺寸下提供出色的性能，降低成本。

引脚说明与连接

引脚功能

名称	WSON引脚ID	DSBGA引脚ID	描述
NC	5,7	D3,D1	模拟开关常闭端
IN	4,8	C3,C1	数字控制输入
COM	3,9	B3,B1	模拟开关公共端
NO	2,10	A3,A1	模拟开关常开端
V+	1	A2	正电源电压
GND	6	D2	接地
		B2,C2	无电气连接，可连接到GND引脚帮助散热

连接注意事项

这些器件的ESD保护有限，在存储或处理时，应将引脚短接在一起或放置在导电泡沫中，以防止MOS栅极受到静电损坏。

电气特性与性能

导通电阻

NC开关和NO开关在不同条件下的导通电阻表现出色，如在2.7V电源、100mA电流时，NC开关导通电阻最小为0.3Ω，最大为0.5Ω；NO开关最小为0.45Ω，最大为0.8Ω。同时，通道间的导通电阻匹配度也很高，最大差异仅为60mΩ。

动态特性

开关的开启时间（tON）和关闭时间（tOFF）都很快，在2.7V电源、特定负载条件下，tON典型值为38ns，tOFF典型值为22ns。此外，还具有2 - 15ns的先断后通延迟（tBBM），确保了信号切换的稳定性。

其他特性

电荷注入为200pC，关断隔离在100kHz、50Ω负载下为 - 68dB，串扰为 - 72dB，这些特性都保证了信号的纯净度和稳定性。

应用场景

电源路由

凭借其低导通电阻和双SPDT结构，可实现高效的电源切换和分配，确保电源的稳定供应。

电池供电设备

低功耗和宽电源范围使其成为电池供电设备的理想选择，如便携式医疗设备、智能穿戴设备等。

通信电路

在通信电路中，可用于信号的切换和路由，保证信号的准确传输。

调制解调器和手机

在这些设备中，LMS4684可用于音频信号的切换、天线选择等功能，提升设备的性能。

应用注意事项

模拟输入信号

模拟输入信号范围为GND到V+，且每个开关是双向的，任何引脚都可以作为输入或输出。但在连接感性负载（如电机）时，需格外小心，因为开关关闭时产生的反电动势可能会损坏开关。建议在电机两端连接二极管进行保护。

数字控制输入

IN引脚可驱动至5.5V，与电源电压无关。但当控制引脚采用轨到轨驱动时，功耗会增加。

电源电压

作为CMOS器件，应先给LMS4684施加电源电压，再驱动其他引脚。若需要在施加电源电压之前施加模拟信号，且信号源电流不超过20mA，可在电源电压和V+引脚之间连接二极管进行输入保护。同时，建议为其提供至少0.047µF的旁路电容，以保证电源的稳定性。

关断隔离

LMS4684的关断隔离性能与负载阻抗有关，负载阻抗越高，关断隔离性能越差。可通过降低负载阻抗（但不超过最大电流额定值）来提高关断隔离性能，但过低的负载阻抗可能会导致信号失真。也可采用特定电路来在保持合理关断隔离的同时扩展可用带宽。

PCB布局与散热考虑

WSON和DSBGA封装的小尺寸节省了PCB空间，且具有出色的热管理能力。WSON封装的外露裸片连接垫内部连接到内部电路GND，将其焊接到PCB上的铜层可充分发挥其散热能力。DSBGA封装的B2和C2凸点虽无电气连接，但可通过铜走线连接到GND引脚来增强散热。

总结

LMS4684以其低导通电阻、低功耗、小巧封装等特性，在众多应用场景中展现出了卓越的性能。但在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景，合理选择封装、注意连接和使用细节，以充分发挥其优势。大家在使用LMS4684的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。