探索MAX301/MAX303/MAX305：精密双路高速模拟开关的卓越性能

在电子工程师的日常设计工作中，模拟开关是不可或缺的元件。今天要为大家详细介绍MAXIM公司的MAX301/MAX303/MAX305 精密双路高速模拟开关，深入了解其特性、应用及设计要点。

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一、产品概述

MAX301/MAX303/MAX305 是一系列具备高精度和高速特性的双路模拟开关。具体来说，单刀单掷（SPST）的 MAX301 和双刀单掷（DPST）的 MAX305 为常开（NO）开关；单刀双掷（SPDT）的 MAX303 则拥有两个常开和两个常闭（NC）触点。

这些开关采用了 Maxim 改进后的硅栅工艺制造，能够实现高精度的系统运行。其优势显著，包括低导通电阻（小于 35Ω）、各通道之间导通电阻匹配度高（误差在 2Ω 以内）、在整个模拟信号范围内导通电阻保持平坦（Δ3Ω 最大），同时还具备低泄漏电流（+25°C 时小于 250pA，+85°C 时小于 6nA）和快速开关速度（开启时间小于 150ns，关闭时间小于 100ns）等特点。此外，它们还具有极低的电荷注入（15pC）和低功耗（35µW），最高 44V 的击穿电压使其具备轨到轨的模拟信号处理能力。这些开关可以使用单正电源（+10V 至 +30V）或双电源（±4.5V 至 ±20V）供电，并且与 CMOS 逻辑输入兼容，能保持快速的开关性能。

二、产品特性

低导通电阻

典型导通电阻小于 22Ω（最大 35Ω），各通道之间的导通电阻匹配误差保证在 2Ω 以内，且在全模拟信号范围内导通电阻平坦度最大为 3Ω。这一特性在需要精确信号传输的电路中尤为重要，大家可以思考一下，在哪些具体的电路设计中，低导通电阻能发挥关键作用呢？

低电荷注入和低泄漏电流

保证电荷注入小于 15pC，在 +85°C 时关断通道的泄漏电流小于 6nA。这对于对信号精度要求极高的电路来说至关重要，例如传感器信号处理电路。

宽电源范围

支持单电源（+10V 至 +30V）和双电源（±4.5V 至 ±20V）供电，并且与 TTL/CMOS 逻辑兼容，具备轨到轨的模拟信号处理能力，能适应多种不同的电源环境和逻辑电平要求。

三、应用领域

MAX301/MAX303/MAX305 的应用范围十分广泛，涵盖了多个领域：

• 采样保持电路：在数据采集系统中，能够快速、准确地实现信号的采样和保持功能。
• 测试设备：确保测试信号的精确传输和切换。
• 平视显示器：为显示系统提供稳定可靠的信号切换。
• 制导与控制系统：保障系统中信号的精准控制和传输。
• 通信系统：在信号路由和切换方面发挥重要作用。
• 军事无线电：满足军事通信对信号质量和可靠性的严格要求。
• 电池供电系统：凭借其低功耗特性，延长电池续航时间。
• PBX、PABX：用于电话交换系统中的信号切换和路由。

四、订购信息

该系列产品提供了多种温度范围和封装形式可供选择，具体如下：	PART	TEMP RANGE	PIN - PACKAGE	PKG CODE
MAX301 CPE	0 ° C to +70 ° C	16 Plastic DIP	P16 - 1
MAX301CSE	0 ° C to +70 ° C	16 Narrow SO	S16 - 2
...	...	...	...
MAX305MLP	-55°C to +125°C	20LCC*	L20 - 3

其中，裸片（Dice）仅在 (T_{A}= +25^{circ}C) 下测试，如需了解裸片规格和封装可用性，请联系厂家。

五、引脚配置与真值表

不同型号的产品引脚配置有所差异，以下为部分示例：

MAX301

MAX301 PIN		NAME	FUNCTION
DIP/SO	LCC
1, 8	2, 10	COM1, COM2	Drain (Analog Signal)
2 - 7	1, 3 - 9, 11, 16	N.C.	Not internally connected
...	...	...	...

真值表显示，逻辑 0 时开关关闭，逻辑 1 时开关开启。

MAX303

LOGIC	SWITCHES 1, 2	SWITCHES 3, 4
0	OFF	ON
1	ON	OFF

详细了解这些引脚功能和真值表，有助于我们正确地进行电路连接和设计。大家在实际设计中，是否遇到过因引脚连接错误而导致的问题呢？

六、电气特性

在 (V += 15V)，(V - = -15V)，(V{L}= +5V)，(GND = 0V)，(V{INH}= +2.4V)，(V{INL}= +0.8V) 且 (T{A}= T{MIN}) 到 (T{MAX}) 的条件下，产品具有以下电气特性：

开关特性

• 模拟信号范围为从 (V -) 到 (V +)。
• 导通电阻在不同温度和电流条件下有相应的取值范围。
• 通道间导通电阻匹配误差在特定条件下小于 2Ω。
• 关断泄漏电流在不同温度和电压条件下也有明确的指标。

输入特性

输入电流在高电平和低电平输入时的范围为 -1.000µA 至 1.000µA。

电源特性

电源供应范围为 ±4.5V 至 ±20V，不同电源电流在不同温度下也有相应的指标要求。

动态特性

开启时间小于 150ns，关闭时间小于 100ns，关断隔离度、串扰、关断电容等参数也有明确的规定。

七、设计注意事项

电源电压操作

该系列开关可使用 ±4.5V 至 ±20V 的双电源或 +10V 至 +30V 的单电源供电，能够切换从 (V +) 到 (V -) 的模拟信号。通常导通电阻的温度系数约为 0.5%/°C。

逻辑输入

当 (V{L}= +5V) 时，器件在 ±4.5V 至 +20V 范围内的电源下与 TTL 兼容；若 (V{L}) 连接到 (V +) 或其他非 +5V 的电源，器件将在 CMOS 逻辑电平输入下工作。

过压保护

对于所有 CMOS 器件，建议采用正确的电源供电顺序，先接通 (V +)，再依次接通 (V_{L})、(V -) 和逻辑输入。若无法实现电源供电顺序控制，可以在电源引脚上串联两个小信号二极管进行过压保护。不过，添加二极管会使模拟信号范围降低到 (V +) 以下 1V 和 (V -) 以下 1V，但不会影响开关的低电阻和低泄漏特性，且 (V +) 与 (V -) 之间的差值不应超过 +44V。

综上所述，MAX301/MAX303/MAX305 精密双路高速模拟开关凭借其出色的性能和广泛的适用性，为电子工程师在各种电路设计中提供了可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求，合理选择产品型号和封装形式，并注意电源、逻辑输入和过压保护等方面的设计要点，以充分发挥这些模拟开关的优势。大家在使用类似模拟开关时，还有哪些经验和技巧可以分享呢？