模擬開關電路

模擬開關電路是指能使模擬信號通過或阻斷的電路。在通信、雷達、計算機、自動控制、測量儀器等電子設備中，都需要用這種電路來轉換模擬信號或數位訊號。

基本介紹

• 中文名：模擬開關電路
• 外文名：Analog switching circuit
• 作用：能使模擬信號通過或阻斷的電路
• 套用：通信、雷達、計算機、自動控制

物理模型

如圖1。圖中,A、B為連線模擬信號的開關端點;C為連線控制信號uC的控制端點。當外加uC使開關S接通時，模擬信號可通過S從A端傳送到B端，或作反方向傳送；而當uC使S斷開時,模擬信號即被阻斷。開關性能的優劣直接影響模擬信號的傳輸質量。　一個理想的模擬開關在接通時電阻應為零，使通過它的模擬信號不產生任何損失；在斷開時電阻應為無窮大，以期完全阻止模擬信號通過，不產生任何泄漏。開關的啟閉動作應在瞬間完成，並具有任意需要的轉換速度。這種特性應與模擬信號的幅度、頻率、傳送方向以及環境溫度無關，足以保證在各種環境下轉換各類模擬信號。實際的模擬開關應儘量在性能上接近理想開關的特性。
模擬開關由晶體二極體、電晶體和場效應電晶體構成。它常依所用的電子器件而分類。

二極體

在圖2中用二極體D作為開關元件。當控制電壓us具有可使二極體D導通的正值時，通過D的電流i在電阻RL兩端產生電壓u,這相當於開關接通。當us為負值時二極體D截止,i和u均為零,相當於開關斷開。圖3是一個實用的二極體模擬開關電路。當控制電壓uC為某一正值時，二極體D1、D2導通,D3、D4截止，相當於開關接通；模擬信號從A端傳送到B端，或者反方向傳送。但由於D1、D2導通時電阻不為零，信號通過時會產生電壓損失。當uC為負值時,D1、D2截止，D3、D4導通，相當於開關斷開,模擬信號不能通過開關。但 D1、D2截止時電阻不是無窮大，因而會產生信號電流泄漏。

場效應晶體

在圖4的電路中用場效應電晶體 T作為開關元件。當柵極電壓uG為高電位時T導通, 通過T的電流iD在電阻RD兩端產生壓降uD,相當於開關接通。當uG為低電位時T 截止,iD及uD均為零，相當於開關斷開。圖5是由 4個場效應電晶體集成的模擬開關電路，可用來傳送4路模擬信號。圖中,G1～G4為控制端,D1～D4和S1～S4為開關端,把各管的源極S1～S4連在一起便可用作多路轉換開關，稱為共源組合；把各管的柵極G1～G4連在一起可用作多路傳輸開關，稱為共柵組合。 　場效應電晶體具有功耗低、漏電流小和雙向對稱性好等優點，因而場效應管集成的模擬開關得到廣泛套用。