高速/全速USB 2.0开关：MAX4906/MAX4906F/MAX4907/MAX4907F的深度剖析

在当今的电子设计领域，高速数据传输和可靠的信号切换至关重要。MAX4906/MAX4906F/MAX4907/MAX4907F系列高速/全速USB 2.0开关，凭借其出色的性能和丰富的特性，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来深入了解一下这些开关的特点、应用以及设计要点。

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产品概述

MAX4906/MAX4906F具有两个单刀/双掷（SPDT）开关，而MAX4907/MAX4907F则配备两个单刀/单掷开关（SPST）。这些开关工作在+3.0V至+3.6V单电源，COM1和COM2具备+5.5V电压保护，完全符合USB2.0的+5.5V故障保护规范。而且，它们具有较低的逻辑门限电压，VH为+1.4V，能够支持低电压逻辑。

关键特性

低导通电阻和电容

MAX4907/MAX4907F具有较低的7（最大值）导通电阻和7pF（最大值）导通电容。低导通电阻可以减少信号传输过程中的损耗，提高信号的传输质量；而低导通电容则有助于提高开关的响应速度，满足高速数据传输的需求。大家在设计高速信号切换电路时，是否会优先考虑导通电阻和电容的影响呢？

低静态电流

这些器件的静态工作电流为300μA（最大值），关断功能可将静态电流降低至2μA（最大值）以下。在一些对功耗要求较高的应用中，如便携式设备，低静态电流特性可以有效延长设备的电池续航时间。

高带宽和低偏移

-3dB带宽为1GHz（典型值），码间偏移 ≤ 100ps。高带宽保证了开关能够支持高速数据传输，而低偏移则有助于减少信号失真，确保数据的准确传输。

模拟输入故障保护

COM_具有模拟输入故障保护，可防止与+5.5V USB电源短路时损坏器件。这一特性增强了开关的可靠性，降低了因短路故障导致器件损坏的风险。

节省空间的封装

采用2mm x 2mm、DFN封装，工作在 -40°C至+85°C温度范围。小巧的封装尺寸适合在空间有限的电路板上使用，同时宽温度范围保证了开关在不同环境条件下的稳定工作。

电气参数

参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
模拟信号范围	VCOM, VNO, VNC_	SHDN or SHDN/ EN = 0	0	-	V+	V
故障保护触发阈值	VFP	-	3.6	-	4.0	V
导通电阻	RON	ICOM = -40mA, 0V ≤ VCOM ≤ V+, SHDN or SHDN/ EN = 0 TA = +25°C	-	4	7	Ω
关断期间导通电阻	RONSH	ICOM = - 40mA, 0V ≤ VCOM ≤ 1.5V, SHDN = V+ (MAX4907/MAX4907F) TA = +25°C	-	4	10	Ω
通道间导通电阻匹配	ΔRON	V+ = 3.0V, ICOM = -40mA, VCOM = 1.5V TA = +25°C	-	0.7	1.2	Ω
导通电阻平坦度	RFLAT(ON)	V+ = 3.0V, ICOM = -40mA, VCOM = 1.5V, 3.0V	-	1.0	-	Ω
关断泄漏电流	ICOM_(OFF)	V+ = 3.6V, VCOM = 0.3V, 3.3V; VNO or VNC_ = 3.3V, 0.3V	-1	-	+1	μA
导通泄漏电流	ICOM_(ON)	V+ = 3.6V, VCOM = 0.3V, 3.3V; VNO or VNC = 0.3V, 3.3V, or floating	-1	-	+1	μA
导通通道 -3dB带宽	BW	RL = RS = 50 Ω, signal = 0dBm	-	1000	-	MHz
关断隔离	VISO	f = 10MHz; VNO, VNC = 1V P-P; RL = RS = 50 Ω	-	-60	-	dB
串扰	VCT	f = 10MHz; VNO, VNC = 1V P-P; RL = RS = 50 Ω	-	-59	-	dB
NO, NC 关断电容	C(OFF)	f = 1MHz	-	-	2	4	pF
开关导通电容	C(ON)	f = 1MHz MAX4906ELB, MAX4906FELB	-	6	9	pF
开关导通电容匹配	CONM	f = 1MHz MAX4906ELB, MAX4906FELB	-	0.4	-	pF
开启时间	tON	VNO, VNC = 1.5V; RL = 300 Ω, CL = 35pF, VIH = V+, VIL = 0V, SHDN or SHDN/ EN = 0V	-	-	60	ns
关断时间	tOFF	VNO, VNC = 1.5V; RL = 300 Ω, CL = 35pF, VIH = V+, VIL = 0V, SHDN or SHDN/ EN = 0V; TA = +25°C	-	-	30	ns
传播延迟	tPLH_, tPHL	RL = RS = 50 Ω	-	0.25	-	ns
故障保护响应时间	tFP	VCOM_ = 0 to 5V step, RL = RS = 50 Ω	-	-	3.0	μs
故障保护恢复时间	tFPR	VCOM_ = 5V to 3V step, RL = RS = 50 Ω	-	-	2	μs
开关间输出偏差	tSK(o)	Skew between switch 1 and switch 2, RL = RS = 50 Ω	-	50	100	ps
同一开关输出偏差	tSK(p)	Skew between opposite transitions in same switch, RL = RS = 50 Ω	-	50	100	ps
总谐波失真加噪声	THD+N	VCOM_ = 2V P-P, RL = 600 Ω, f = 20Hz to 20kHz	-	0.03	-	%
电荷注入	Q	VGEN = 1.5V, RGEN = 0 Ω, CL = 100pF	-	5	-	pC
逻辑输入电压低	VIL	-	-	-	0.4	V
逻辑输入电压高	VIH	-	1.1	-	-	V
输入逻辑滞后	VHYST	-	-	100	-	mV
输入泄漏电流	IIN	V+ = 3.6V, VIN = 0 or V+	-1	-	+1	μA
工作电源电压范围	V+	-	3.0	-	3.6	V
静态电源电流	I+	V+ = 3.6V, VIN = 0 or V+, SHDN or SHDN/ EN = 0	-	120	300	μA
关断期间静态电源电流	I+	V+ = 3.6V, VIN = 0 or V+, SHDN or SHDN/ EN = V+	-	-	2	μA

应用领域

USB开关

这些开关完全符合USB2.0规范，具有较低的导通电阻和导通电容，非常适合高性能开关应用。MAX4906/MAX4906F可用于切换USB数据线以及多个USB主机之间的数据切换；MAX4907/MAX4907F则可用于不同类型的数据共用同一引脚的系统。同时，MAX4906F/MAX4907F还具有+5.5V故障保护，能有效防止系统与USB总线电源短路时损坏。在设计USB接口电路时，大家是否会优先考虑具备故障保护功能的开关呢？

以太网开关

由于其宽带特性，MAX4906/MAX4906F/MAX4907/MAX4907F也可用于10/100以太网开关。

设计要点

电源顺序

在加模拟信号之前先加V+，尤其是在模拟信号没有限流的情况下，以确保开关的正常工作。

电路板布局

高速开关要求正确的电路板布局和设计步骤，以获得最佳性能。要使阻抗受控的PCB引线尽可能短，确保旁路电容靠近器件安装，使用大面积接地层。大家在进行电路板布局时，是否会特别关注这些要点呢？

总之，MAX4906/MAX4906F/MAX4907/MAX4907F系列高速/全速USB 2.0开关以其出色的性能和丰富的特性，为电子工程师在高速数据传输和信号切换设计中提供了可靠的解决方案。希望本文能对大家的设计工作有所帮助。