高速DMOS FET模拟开关和开关阵列
介绍
本应用笔记详细介绍了
在SD210 / 5000系列的工作原理
高速模拟开关和开关
阵列。它包含的大部分的说明
重要的开关特性，应用程序
实施例中，测试数据，以及其他的应用程序的提示。
对于表面安装应用程序的SST211
系列提供的TO- 253 （ SOT -143 ）
封装。该SD5400系列有在
窄体鸥翼式SO- 14封装。
应用
快的开关速度，低通态电阻，
高
通道到通道
隔离，
低
电容和低电荷注入化妆
这些DMOS器件尤其非常适用于一
各种应用程序。
一些许多可能的应用领域为
DMOS的模拟开关如下：
1.视频和RF开关（高速，高摘
隔离度，低串扰） ：
- 多视频分发网络
-sampling扫描仪的射频系统
2.音频路由（ glitch-和无噪音） ：
- 高速开关
使用-audio交换系统
数字化遥控器
3.数据采集（高速，低收费
注射，低漏） ：
- 高速采样和保持
- 音频和通讯A / D
转换器
4.其他：
- 数字转换
-PCM分销网络
-UHF放大器
-VHF调制器和双平衡
调音台
- 高速转换器/驱动器
-Switched电容滤波器
-Choppers
1
描述
线性系统SD210和SD5000系列
是分立器件和四单片阵列，
分别为单刀单掷模拟
开关。
这些开关是n沟道
增强型
硅
场
效果
采用双扩散MOS晶体管内置
（ DMOS ）硅栅技术。 Surface-
安装的版本（ SST211 ， SD5400系列）
也可提供。
该系列器件是专为处理
各种各样的视频，快ATE和电信
模拟开关应用。它们能够
超快开关速度（T
r
= 1纳秒，T
关闭
= 3
NS）和优异的瞬态响应。由于
减小寄生电容， DMOS可以
处理好与高关断隔离宽带信号
和最小的串扰。
该SD210系列的单沟道FET是
不产生保护齐纳减少
泄漏和齐纳保护版本
减少静电放电的危险。该
SD5000系列是16引脚双IN-提供
线表面贴装或sidebraze陶瓷
包。模拟信号电压范围可达
±10 V和频率高达1 GHz的可
控制。
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
推荐的输出。由于C
GD
<
GS
这将导致更少的电荷注入噪音
负载。
如可以从图3a和3b中，可以看出
体源和体 - 漏pn结应
保持反向偏置，在所有时间，否则
信号削波，甚至设备损坏可能
如果无限制电流被允许流动发生。
体偏置交通便利，在大多数情况下，
通过连接基板至V- 。
在图4所示的电路展示第r
DS （ ON）
与示于模拟信号电压的关系
图5中。
当模拟信号偏移较大（为
例如± 10V）的信道的导通电阻
变化的信号电平的函数。对
实现最低的失真，这个通道导通
性调制应牢记，
和电阻的串联在所述量
开关应是适当的大小。例如，如果
20之间的开关导通电阻变化
和
30
在信号范围和所述开关处于
系列与200
负载，其结果将是一个
总
R
= 4.5 ％ 。然而，如果负载是100
k,
R
将仅0.01％。
200
r
DS （ ON）
()
160
120
80
40
0
-10
-5
0
(b)
(a)
(c)
20 V =开
-10 V =关
S
R
根
开关量输入
V
S
= ±10 V
控制
输入
G
D
R
L
B
-10 V
开关
产量
V
O
C
L
图4.普通交换机配置为± 10
V模拟开关
5
V
S
(V)
10
15
主开关特性
r
DS （ ON）
导通电阻的信道由控制
沿横向和电场目前
通道。沟道电阻是主要
由栅极 - 源极电压来确定
差别。当V
GS
超过该阈值
电压（V
GS （ TH）
） ，所述场效应晶体管开始导通。
许多应用需要切换点
到地面。在这些情况下，源和
衬底连接到接地端和栅极
的34 V电压是足以确保
开关动作。
与V
GS
超过5伏，一个低电阻
源极和漏极之间存在路径。
(a)
(b)
(c)
V
体
= -10 V, V
门
= 20 V
V
体
= -10 V, V
门
= 15 V
V
体
= 0 V, V
门
= 20 V
图5.导通电阻特性
阈值电压
阈值电压（V
GS （ TH）
）为一个参数
用于描述多少电压是必要的，以
启动渠道传导。图6示出了
适用的测试配置。在该电路中，它是
值得注意的，例如，如果设备具有
A V
GS （ TH）
= 0.5 V ，当V + = 0.5 V ，通道
阻力将是：
R
通道
=
0.5V
=
500k
1
A
3
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
由于这些DMOS器件是不对称
1
,
注入S和D端子的电荷是
不同。典型的寄生电容上
0.2 pF的的对C的顺序
DG
1.5 pF的对C
SG
.
该影响的量的另一个因素
电荷注入是在栅极的振幅
电压偏移。
这是一个直接
比例关系：较大的
偏移，较大的注入电荷。这
可以通过比较曲线（a）和（c）就可以看出
图9.另外一个变量要考虑的是
率栅极电压变化。大量的
负责注射时速度更快兴衰
倍存在于栅极。这示出由
曲线（a）和（b）如图9所示。
S
D
C
H
V
阻抗趋向于产生的快速衰变
在渠道引入额外收费。在开启
断，然而，注入的电荷可能会变得
存储在取样电容器和创建偏移
和误差。这些错误将有一个数量级
那是成反比的幅度
的保持电容。
图9示出了几种典型的电荷
喷射特性。图10示出了一些
的对应波形。该DMOS
场效应晶体管，由于其固有的较低的寄生，
电容，产生非常低电荷注入
相对于其他模拟开关
（ PMOS ， CMOS ， JFET ， BIFET等） 。然而，当
创建的偏移量是不可接受的，充电
喷射补偿技术存在
消除或减少它们。该解决方案
主要由注入另外收费的
幅值相等但极性相反的时间
当开关关闭。
G
Q = C
H
x
V
0
-2
Q
（PC）的
-4
-6
-8
-10
-10
-5
(a)
(1)
0
V
S
(V)
5
10
(2)
(b)
(c)
关断隔离和串扰
直流的通态电阻通常为30
和
关断状态的电阻通常为10
10
,
这导致在一个关断状态到导通状态
电阻率超过10
8
。然而，对于
视频和甚高频开关应用，所述
上可使用的频率上限由下式确定
关于输入信号的耦合
过寄生电容，并显示在
开关output─when理想的无信号
应在关断状态出现在那里。
离隔离是由以下公式定义：
(a)
(b)
(c)
V
G
= 10 V ，T
f
= 0.3 V / μs的
V
G
= 10 V ，T
f
= 0.03 V / μs的
V
G
= 0， -10 V ，叔
f
= 0.3 V / μs的
图9. SD5000电荷注入
开关尖峰发生在开关导通，以及
作为关断时间。当开关导通时，
电荷注入效应被最小化
通常低信号源阻抗。这种低
芯片几何形状使得不相同的行为
当源极和漏极端子被颠倒时
在一个电路。
1
关 - 隔离度（dB ）
=
20log
V
OUT
V
IN
当
几个
类似物
开关
是
同时用来控制高
频率信号，串扰变得非常
重要的特性。对于视频应用，
通过寄生耦合的杂散信号
5
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
SD-SST211/213/215
线性集成系统
N沟道横向
DMOS开关JFET
典型特征
典型特征
线性集成系统
4042克利伯法院弗里蒙特，加利福尼亚州94538 电话： 510 490-9160 传真： 510 353-0261
典型特征（续）
线性集成系统
4042克利伯法院弗里蒙特，加利福尼亚州94538 电话： 510 490-9160 传真： 510 353-0261
典型特征（续）
线性集成系统
4042克利伯法院弗里蒙特，加利福尼亚州94538 电话： 510 490-9160 传真： 510 353-0261
开关时间测试电路
线性集成系统
4042克利伯法院弗里蒙特，加利福尼亚州94538 电话： 510 490-9160 传真： 510 353-0261
高速DMOS FET模拟开关和开关阵列
介绍
本应用笔记详细介绍了
在SD210 / 5000系列的工作原理
高速模拟开关和开关
阵列。它包含的大部分的说明
重要的开关特性，应用程序
实施例中，测试数据，以及其他的应用程序的提示。
对于表面安装应用程序的SST211
系列提供的TO- 253 （ SOT -143 ）
封装。该SD5400系列有在
窄体鸥翼式SO- 14封装。
应用
快的开关速度，低通态电阻，
高
通道到通道
隔离，
低
电容和低电荷注入化妆
这些DMOS器件尤其非常适用于一
各种应用程序。
一些许多可能的应用领域为
DMOS的模拟开关如下：
1.视频和RF开关（高速，高摘
隔离度，低串扰） ：
- 多视频分发网络
-sampling扫描仪的射频系统
2.音频路由（ glitch-和无噪音） ：
- 高速开关
使用-audio交换系统
数字化遥控器
3.数据采集（高速，低收费
注射，低漏） ：
- 高速采样和保持
- 音频和通讯A / D
转换器
4.其他：
- 数字转换
-PCM分销网络
-UHF放大器
-VHF调制器和双平衡
调音台
- 高速转换器/驱动器
-Switched电容滤波器
-Choppers
1
描述
线性系统SD210和SD5000系列
是分立器件和四单片阵列，
分别为单刀单掷模拟
开关。
这些开关是n沟道
增强型
硅
场
效果
采用双扩散MOS晶体管内置
（ DMOS ）硅栅技术。 Surface-
安装的版本（ SST211 ， SD5400系列）
也可提供。
该系列器件是专为处理
各种各样的视频，快ATE和电信
模拟开关应用。它们能够
超快开关速度（T
r
= 1纳秒，T
关闭
= 3
NS）和优异的瞬态响应。由于
减小寄生电容， DMOS可以
处理好与高关断隔离宽带信号
和最小的串扰。
该SD210系列的单沟道FET是
不产生保护齐纳减少
泄漏和齐纳保护版本
减少静电放电的危险。该
SD5000系列是16引脚双IN-提供
线表面贴装或sidebraze陶瓷
包。模拟信号电压范围可达
±10 V和频率高达1 GHz的可
控制。
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
推荐的输出。由于C
GD
<
GS
这将导致更少的电荷注入噪音
负载。
如可以从图3a和3b中，可以看出
体源和体 - 漏pn结应
保持反向偏置，在所有时间，否则
信号削波，甚至设备损坏可能
如果无限制电流被允许流动发生。
体偏置交通便利，在大多数情况下，
通过连接基板至V- 。
在图4所示的电路展示第r
DS （ ON）
与示于模拟信号电压的关系
图5中。
当模拟信号偏移较大（为
例如± 10V）的信道的导通电阻
变化的信号电平的函数。对
实现最低的失真，这个通道导通
性调制应牢记，
和电阻的串联在所述量
开关应是适当的大小。例如，如果
20之间的开关导通电阻变化
和
30
在信号范围和所述开关处于
系列与200
负载，其结果将是一个
总
R
= 4.5 ％ 。然而，如果负载是100
k,
R
将仅0.01％。
200
r
DS （ ON）
()
160
120
80
40
0
-10
-5
0
(b)
(a)
(c)
20 V =开
-10 V =关
S
R
根
开关量输入
V
S
= ±10 V
控制
输入
G
D
R
L
B
-10 V
开关
产量
V
O
C
L
图4.普通交换机配置为± 10
V模拟开关
5
V
S
(V)
10
15
主开关特性
r
DS （ ON）
导通电阻的信道由控制
沿横向和电场目前
通道。沟道电阻是主要
由栅极 - 源极电压来确定
差别。当V
GS
超过该阈值
电压（V
GS （ TH）
） ，所述场效应晶体管开始导通。
许多应用需要切换点
到地面。在这些情况下，源和
衬底连接到接地端和栅极
的34 V电压是足以确保
开关动作。
与V
GS
超过5伏，一个低电阻
源极和漏极之间存在路径。
(a)
(b)
(c)
V
体
= -10 V, V
门
= 20 V
V
体
= -10 V, V
门
= 15 V
V
体
= 0 V, V
门
= 20 V
图5.导通电阻特性
阈值电压
阈值电压（V
GS （ TH）
）为一个参数
用于描述多少电压是必要的，以
启动渠道传导。图6示出了
适用的测试配置。在该电路中，它是
值得注意的，例如，如果设备具有
A V
GS （ TH）
= 0.5 V ，当V + = 0.5 V ，通道
阻力将是：
R
通道
=
0.5V
=
500k
1
A
3
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
由于这些DMOS器件是不对称
1
,
注入S和D端子的电荷是
不同。典型的寄生电容上
0.2 pF的的对C的顺序
DG
1.5 pF的对C
SG
.
该影响的量的另一个因素
电荷注入是在栅极的振幅
电压偏移。
这是一个直接
比例关系：较大的
偏移，较大的注入电荷。这
可以通过比较曲线（a）和（c）就可以看出
图9.另外一个变量要考虑的是
率栅极电压变化。大量的
负责注射时速度更快兴衰
倍存在于栅极。这示出由
曲线（a）和（b）如图9所示。
S
D
C
H
V
阻抗趋向于产生的快速衰变
在渠道引入额外收费。在开启
断，然而，注入的电荷可能会变得
存储在取样电容器和创建偏移
和误差。这些错误将有一个数量级
那是成反比的幅度
的保持电容。
图9示出了几种典型的电荷
喷射特性。图10示出了一些
的对应波形。该DMOS
场效应晶体管，由于其固有的较低的寄生，
电容，产生非常低电荷注入
相对于其他模拟开关
（ PMOS ， CMOS ， JFET ， BIFET等） 。然而，当
创建的偏移量是不可接受的，充电
喷射补偿技术存在
消除或减少它们。该解决方案
主要由注入另外收费的
幅值相等但极性相反的时间
当开关关闭。
G
Q = C
H
x
V
0
-2
Q
（PC）的
-4
-6
-8
-10
-10
-5
(a)
(1)
0
V
S
(V)
5
10
(2)
(b)
(c)
关断隔离和串扰
直流的通态电阻通常为30
和
关断状态的电阻通常为10
10
,
这导致在一个关断状态到导通状态
电阻率超过10
8
。然而，对于
视频和甚高频开关应用，所述
上可使用的频率上限由下式确定
关于输入信号的耦合
过寄生电容，并显示在
开关output─when理想的无信号
应在关断状态出现在那里。
离隔离是由以下公式定义：
(a)
(b)
(c)
V
G
= 10 V ，T
f
= 0.3 V / μs的
V
G
= 10 V ，T
f
= 0.03 V / μs的
V
G
= 0， -10 V ，叔
f
= 0.3 V / μs的
图9. SD5000电荷注入
开关尖峰发生在开关导通，以及
作为关断时间。当开关导通时，
电荷注入效应被最小化
通常低信号源阻抗。这种低
芯片几何形状使得不相同的行为
当源极和漏极端子被颠倒时
在一个电路。
1
关 - 隔离度（dB ）
=
20log
V
OUT
V
IN
当
几个
类似物
开关
是
同时用来控制高
频率信号，串扰变得非常
重要的特性。对于视频应用，
通过寄生耦合的杂散信号
5
线性集成系统公司
●
4042帆船的Ct 。
●
弗里蒙特，加利福尼亚州94538
●
联系电话： 510 490-9160
●
传真： 510 353-0261
高速Analo
N通道DMOS场效应管
公司
SD211 / SD213 / SD215
特点
描述
该Calogic SD211是内置有一个30V的模拟开关驱动器
从栅极到衬底的SD211保护二极管用于
同SD213和SD215的DMOS模拟开关。
订购信息
部分
SD211E
XSS211
SD213DE
XSD213
SD215DE
XSD215
包
密封TO- 72封装
在运营商排序芯片
密封TO- 72封装
在运营商排序芯片
密封TO- 72封装
在运营商排序芯片
温度范围
-55
o
C至+ 125
o
C
-55
o
C至+ 125
o
C
-55
o
C至+ 125
o
C
-55
o
C至+ 125
o
C
-55
o
C至+ 125
o
C
-55
o
C至+ 125
o
C
高输入到输出隔离。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 120分贝
低导通电阻。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 30欧姆
低馈通和瞬态反馈
低电容：
–
输入（门） 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 2.4pF （典型值） 。
–
输出。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 1.3pF （典型值） 。
–
反馈。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3pF （典型值） 。
内置保护二极管，从门到衬底
应用
SD211 ：
模拟开关驱动器
SD213和SD215 ：
模拟开关
高速数字开关
多路复用器
A至D转换器
模数转换器
菜刀
样品&保持
原理图（顶视图）
身体和
例
来源
1
4
TO-72
2
漏
3
门
G
C
D
1Q-24
车身内部连接
到外壳
S
CD1-1
CALOGIC公司，
237惠特尼广场，弗里蒙特，加利福尼亚州94539 ，电话： 510-656-2900 ，传真： 510-651-3025
SD211 / SD213 / SD215
公司
绝对最大额定值
漏电流。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 50毫安
在25器件总功耗
o
C的温度。 。 。 1.2W
存储Temperatue范围。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -65
o
C至+200
o
C
焊接温度（ 16"分之1案件从10秒）。 。 。 。 。 。 300
o
C
工作温度范围。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -55
o
C至+ 125
o
C
V
DS
V
SD
V
DB
V
SB
V
GS
V
GB
V
GD
参数
漏 - 源
源极到漏极
漏到身体
源到体
栅极 - 源
栅极到体
栅极 - 漏极
SD211
+30
+10
+30
+15
-15
+25
-0.3
+25
-30
+25
SD212
+10
+10
+15
+15
-15
+25
-0.3
+25
-15
+25
SD215
+20
+20
+25
+25
-25
+30
-0.3
+30
-25
+30
单位
V
dc
V
dc
V
dc
V
dc
V
dc
V
dc
V
dc
DC特性
(T
A
= 25
o
C，除非另有规定）
符号
参数
SD211
SD213
SD215
单位
测试条件
最小值典型值最大值最小值典型值最大值最小值典型值最大值
击穿电压
BV
DS
BV
SD
BV
DB
BV
SB
漏 - 源
源到漏
漏到身体
源到体
30
10
10
15
15
35
25
10
10
15
15
25
20
20
25
25
25
V
V
GS
= V
BS
= 0V时，我
D
= 10A
V
GS
= V
BS
= -5V ，我
S
= 10nA的
V
GD
= V
BD
= -5V ，我
D
= 10nA的
V
GB
= 0V ，源代码开放，我
D
= 10nA的
V
GB
= 0V ，漏开，我
S
= 10A
漏电流
I
DS
（关闭）
漏 - 源
1
10
1
10
1
I
SD
（关闭）
I
GBS
V
T
源极到漏极
门
阈值电压
0.5
1.0
50
r
DS
（上）
漏 - 源
阻力
30
23
19
1
10
1
10
1
10
2.0
70
45
0.1
1.0
50
30
23
19
10
2.0
70
45
0.1
1.0
50
30
23
19
17
10
10
2.0
70
45
V
10
nA
V
GS
= V
BS
= -5V, V
DS
= +10V
V
GS
= V
BS
= -5V, V
DS
= +20V
V
GS
= V
BD
= -5V, V
SD
= +10V
V
GS
= V
BD
= -5V, V
SD
= +20V
V
DB
= V
SB
= 0V, V
GS
=
±40V
V
DS
= V
GS
= V
T
, I
S
= 1μA ，V
SB
= 0V
I
D
= 1.0毫安，V
SB
= 0, V
GS
= +5V
I
D
= 1.0毫安，V
SB
= 0, V
GS
= +10V
I
D
= 1.0毫安，V
SB
= 0, V
GS
= +15V
I
D
= 1.0毫安，V
SB
= 0, V
GS
= +20V
I
D
= 1.0毫安，V
SB
= 0, V
GS
= +25V
AC电气特性
符号
政府飞行服务队
参数
前锋
跨
门节点
漏极节点
源节点
SD211
SD213
SD215
最小值典型值最大值最小值典型值最大值最小值典型值最大值
10
15
10
15
10
15
单位
ms
测试条件
V
DS
= 10V, V
SB
= 0V,
I
D
= 20mA时， F = 1kHz时
小信号电容
C
国际空间站
C
OSS
C
RSS
2.4
1.3
0.3
3.5
1.5
0.5
2.4
1.3
0.3
3.5
1.5
0.5
2.4
1.3
0.3
3.5
1.5
0.5
pF
V
DS
= 10V ， F = 1MHz的
V
GS
= V
BS
= -15V
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