mos模擬開關

1、CMOS模擬開關及其應用模擬開關及其應用1CMOS模擬開關及其應用無線電86.12彭定武CMOS（互補金屬氧化物半導體）集成電路具有微功耗、使用電源電壓范圍寬和抗干擾能力強等特點。其發(fā)展日新月異，應用范圍十分廣泛。本文介紹的CMOS模擬開關集成電路，在音頻和視頻范圍可以使增益控制數(shù)字化，和微處理器配合使用可以簡化自動控制電路的設計。下面就MOS場效應管及CMOS模擬開關作一介紹。MOS場效應管的工作原理金屬氧化物半導體場效應三極管是通過

2、光刻或擴散的方法，在P型基片（襯底）上制作兩個N型區(qū)，在N型區(qū)上通過鋁層引出兩個電極，即源極（S）和漏極（D）。漏源兩個擴散區(qū)之間的硅表面上生成一層絕緣的氧化膜（二氧化硅），在氧化膜上也制作一個鋁電極，即為柵極（G），兩個擴散區(qū)和P型襯底分別構成PN結。如果把源極和襯底相連接，并在柵源極間加正電壓UGS就會在襯底表面形成一個導電的反型層，它把漏源兩個N擴散區(qū)連接起來，成為可以導電的溝道，見圖1（a）。若在漏源之間也加正電壓UDS，則源極

3、與漏極之間將有漏電流ID流通，且ID隨UDS的增加而增大。我們把開始有漏電流產(chǎn)生時的電壓叫做開啟電壓UT，把在P型襯底上形成的導電反型層的場效應管叫做N溝道增強型MOS場效應管。其符號見圖1（b）。MOS場效應管的漏極特性曲線及漏極電流ID隨柵極電壓UGS變化的特性曲線如圖2所示。由以上分析，我們可以把MOS管的漏極D和源極S當作一個受柵極電壓UGS控制的開關使用，即當UGS＞UT時，漏極D與源極S之間導通，相當于一個CMOS模擬開關及

4、其應用模擬開關及其應用3開關電路。與圖5相比，在開關的輸入端又加了兩個反向器JC2和JC3，因反相再反相其方向不變，故所加反相器只起隔離控制電壓和CMOS開關的作用。除此而外。在Q1和Q2上又并聯(lián)了兩只分別與它們相同的MOS場效應管Q4、Q5，還加接了一只N溝道MOS管Q3。Q1和Q2并聯(lián)上Q4和Q5以后，因并聯(lián)的原因，跨過A、B兩端的電壓降將小于簡單開關電路的情況，電壓降減小。意味著導通電阻的減小。當開關S1接地時，Q1、Q4P溝道M

5、OS場效應管因柵極高電位而截止，Q2、Q5N溝道MOS場效應管因柵極為低電位也處于截止狀態(tài)，其結果使AB兩端呈斷開狀態(tài)。Q3是N溝道MOS管，此時因柵極接高電位，使柵極和源極（接地）的PN給正偏置而導通，且導通電阻比較小，如果有來自控制部分的外來干擾信號，就會被Q3旁路。因而提高了A、B兩端處于斷開狀態(tài)時的穩(wěn)定度。當開關S1接電源高電位對，分析同圖5故不多述。近年來已將CMOS開關設計成中規(guī)模集成電路（MSI），可以解決很多電路中的開關

6、問題。下面舉幾個例子加以說明。CMOS模擬開關集成電路及應用圖7所示是一個具有四個單刀單擲開關的CMOS集成電路，型號為4016。其中每一個開關都是由圖6所示的電路組成的。圖中的引出腳①、②相當于圖6中的A、B兩點，引出腳③相當于圖6中的開關S1。在實際使用中并沒有開關S1，而是加上一個幅度相當于電源（＋U）的正脈沖。當未加正脈沖時，相當于S1接地（低電位）。開關處于斷開狀態(tài)。當正脈沖到來時，相當于S1接正電壓（高電位），開關處于導通狀