ADG436双 SPDT 开关：特性、应用与设计考量

在电子工程师的日常设计中，开关器件的选择至关重要，它直接影响电路的性能和稳定性。今天，我们将深入探讨 ADG436 这款双 SPDT（单刀双掷）开关，详细了解它的特性、应用场景以及设计过程中的注意事项。

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一、ADG436 概述

ADG436 是一款采用 LC2MOS 工艺制造的单片 CMOS 器件，包含两个可独立选择的 SPDT 开关。这种工艺使得该器件在具备低功耗特性的同时，还能实现高开关速度和低导通电阻。

二、突出特性

1. 宽电压范围与信号处理能力

• 供电范围：最大额定电压 (V{ss}) 至 (V{DD}) 可达 44V，能适应多种不同的电源环境。
• 模拟信号范围：其模拟信号范围可扩展至电源轨，这意味着它能处理更广泛的信号幅度，为各种应用提供了更大的灵活性。

  2. 低导通电阻性能

• 低 (R_{ON})：典型导通电阻仅为 12Ω，且最大 ∆ (R{ON}) 为 3Ω，最大 (R{ON}) 匹配为 2.5Ω。这种平坦的导通电阻特性在整个模拟输入范围内都能保持良好的线性度和低失真，尤其适用于音频信号切换，大家不妨思考一下，这样的特性在音频放大器的切换电路中会带来怎样的音质提升呢？

  3. 低功耗与快速切换能力

• 低功耗：CMOS 结构确保了超低功耗，这使得 ADG436 非常适合便携式和电池供电的仪器，延长了设备的续航时间。
• 快速切换：开关时间极快，(t{ON}<175ns)，(t{OFF}<145ns)，能够满足高速信号切换的需求，如视频信号切换应用。

  4. 低泄漏电流与电荷注入

• 低泄漏电流：最大泄漏电流仅为 5nA，可减少信号泄漏，提高电路的稳定性。
• 低电荷注入：电荷注入仅为 10pC，能有效减少数字输入切换时的瞬态干扰。

  5. 先断后通开关动作

  所有开关都具有先断后通的切换动作，这一特性在多路复用器应用中尤为重要，可避免信号短路问题。

三、应用领域

1. 音视频切换

凭借其低导通电阻、低失真和快速切换速度，ADG436 非常适合音频和视频信号的切换应用，如家庭影院系统、视频监控设备等。

2. 电池供电系统

低功耗特性使得它成为电池供电系统的理想选择，如便携式音频播放器、手持测试设备等。

3. 测试设备

在测试仪器中，需要对不同的信号源进行切换，ADG436 的高可靠性和快速切换能力能够满足测试设备的要求。

4. 通信系统

在通信设备中，信号的切换和路由是常见操作，ADG436 可用于实现信号的灵活切换和分配。

四、规格参数

1. 双电源供电

在 (V{DD}= +15V)，(V{SS}= -15V)，(GND = 0V) 的双电源条件下，不同温度和测试条件下，其各项参数表现如下：	参数	+25°C	测试条件
通道导通泄漏电流 (I{D}, I{S}(ON))	+0.25 nA max	(V{D}= pm 15.5V)，(V{S}= pm 15.5V)
输入电流 (I{INL}) 或 (I{INH})		(V{IN}= 0V) 或 (V{DD})
关断时间 (t_{OFF})		(R{L}= 300Ω)，(C{L}= 35pF)；(V_{S}= pm 10V)
电荷注入
关断隔离度
通道间串扰	90
(C{D}, C{S}(ON))		pF typ
(I_{SS})		uA typ

2. 单电源供电

在 (V{DD}= 12V)，(V{ss}= 0V)，(GND = 0V) 的单电源条件下，参数如下：	参数	+25°C	-40°C 至 +85°C	单位	测试条件/注释
模拟信号范围 (R_{ON})	20		Ω typ Ω max	(V{D}= 1V, 10V)，(I{S}= -1mA)
(R_{ON}) 匹配	2.5		Ω max
源关断泄漏电流 (I_{S}(OFF))	±0.005		nA typ nA max	(V{o}= 12.2V/1V)，(V{s}= 1V/12.2V)
数字输入
(V_{INH})	2.4		V min	(V{IN}= 0V) 或 (V{DD})
(V_{INL})	0.8		V max
(I{INL}) 或 (I{INH})	±0.005	±0.5	μA typ μA max
导通时间 (t_{ON})	100	200	ns typ ns max	(V_{S}= 8V)
关断时间 (t_{OFF})	90	180	ns typ ns max	(R{L}= 300Ω)，(C{L}= 35pF)；(V_{S}= 8V)
先断后通延迟 (t_{OPEN})	10		ns typ	(R{L}= 300Ω)，(C{L}= 35pF)；(V_{S}= 5V)
电荷注入	10		pC typ
关断隔离度	72		dB typ	(R{L}= 75Ω)，(C{L}= 5pF)，(f = 1MHz)；(V_{S}= 1.15V rms)
通道间串扰	90		dB typ	(R{L}= 75Ω)，(C{L}= 5pF)，(f = 1MHz)
(C_{S}(OFF))	22		pF typ	(V_{S}= 1.15V rms)
(C{D}, C{S}(ON))	46		pF typ
电源要求 (I_{DD})	0.05	0.35	mA typ mA max	(V_{DD}= 13.5V) 数字输入 = 0V 或 5V

3. 绝对最大额定值

参数	额定值
(V{DD}) 至 (V{SS})	+44V
(V_{DD}) 至 GND	−0.3V 至 +30V
(V_{SS}) 至 GND	+0.3V 至 −30V
模拟、数字输入	(V{SS} - 2V) 至 (V{DD} + 2V) 或 20mA，取先到者
连续电流 (S) 或 (D)	20mA
峰值电流 (S) 或 (D)（1ms 脉冲，最大占空比 10%）	40mA
工作温度范围（工业级 B 版本）	−40°C 至 +85°C
存储温度范围	−65°C 至 +125°C
结温	150°C
热阻 (θ_{JA}) - PDIP 封装	117°C/W
热阻 (θ_{JA}) - SOIC 封装	77°C/W
引脚焊接温度（10 秒）	260°C
引脚焊接温度 - 气相（60 秒）	215°C
引脚焊接温度 - 红外（15 秒）	220°C

在实际应用中，我们必须严格遵守这些额定值，否则可能会对器件造成永久性损坏。大家在设计电路时，是否有过因为超过额定值而导致器件损坏的经历呢？

五、设计注意事项

1. 电源电压选择

ADG436 可以采用双电源或单电源供电。单电源供电时，(V{ss}) 应连接到 GND；双电源供电时，允许使用不平衡电源，但要注意 (V{DD}) 至 GND 不超过 30V，(V{SS}) 至 GND 不低于 -30V，且 (V{DD}) 至 (V_{ss}) 不超过 +44V。电源电压会直接影响输入信号范围、开关导通电阻和开关时间，大家可以通过典型性能特性曲线来了解这些影响。

2. 电源供电顺序

使用 CMOS 器件时，正确的电源供电顺序至关重要。错误的供电顺序可能会使器件承受超过绝对最大额定值的应力。应先接通 (V{DD})，然后是 (V{SS}) 和逻辑信号，之后再将外部信号接入开关的源极或漏极。

3. ESD 防护

ADG436 是 ESD（静电放电）敏感器件。人体和测试设备上容易积累高达 4000V 的静电，且放电时可能不易察觉。尽管该产品具有专有的 ESD 保护电路，但高能量静电放电仍可能对器件造成永久性损坏。因此，在操作和设计过程中，务必采取适当的 ESD 预防措施，比如佩戴防静电手环、使用防静电工作台等。大家在处理 ESD 敏感器件时，一般会采取哪些防护措施呢？

六、引脚配置与术语解释

1. 引脚配置

引脚编号	引脚名称	描述
1, 9	IN1, IN2	逻辑控制输入
2, 4, 10, 12	S1A, S1B, S2A, S2B	源极端子，可作为输入或输出
3, 11		漏极端子，可作为输入或输出
5	(V_{SS})	双电源中最负的电源电位，单电源应用中可接地
6	GND	接地（0V）参考
7, 8, 14, 15, 16	NC	无连接
13	(V_{DD})	最正的电源电位

2. 术语解释

文档中涉及到了一些专业术语，如 (R{ON})（D 和 S 之间的欧姆电阻）、∆ (R{ON})（由于模拟输入电压变化在恒定负载电流下的 (R_{ON}) 变化）等，了解这些术语对于理解器件的性能和特性非常重要。

七、外形尺寸与订购指南

1. 外形尺寸

ADG436 有 16 引脚塑料双列直插式封装（PDIP）和 16 引脚窄体标准小外形封装（SOIC）两种封装形式，其外形尺寸符合相关 JEDEC 标准。在设计 PCB 时，我们需要根据封装形式准确预留引脚位置和空间。

2. 订购指南

型号	温度范围	封装描述	封装选项
ADG436BN	−40°C 至 +85°C	16 引脚 PDIP	N - 16
ADG436BNZ	−40°C 至 +85°C	16 引脚 PDIP	N - 16
ADG436BR	−40°C 至 +85°C	16 引脚 0.15" 窄体 SOIC	R - 16
ADG436BR - REEL	−40°C 至 +85°C	16 引脚 0.15" 窄体 SOIC	R - 16
ADG436BRZ	−40°C 至 +85°C	16 引脚 0.15" 窄体 SOIC	R - 16
ADG436BRZ - REEL	−40°C 至 +85°C	16 引脚 0.15" 窄体 SOIC	R - 16

其中，带“Z”的型号为无铅产品。在选择型号时，我们需要根据实际的应用场景、工作温度范围和封装要求来进行合理选择。

综上所述，ADG436 是一款性能优异的双 SPDT 开关，具有宽电压范围、低功耗、低导通电阻等众多优点，适用于多种不同的应用领域。但在设计过程中，我们需要充分考虑电源电压、供电顺序、ESD 防护等因素，以确保器件的性能和可靠性。希望通过本文的介绍，能帮助大家更好地了解和应用 ADG436 这款开关器件。大家在使用 ADG436 或其他类似开关器件时，还有哪些疑问或经验可以分享呢？欢迎在评论区留言讨论。