ADG453BRUZ

Введение

Перед нами высокопроизводительный аналоговый коммутатор от компании Analog Devices, предназначенный для прецизионной коммутации высоковольтных сигналов в современных электронных системах с повышенными требованиями к компактности. Данный компонент представляет собой четырехканальный КМОП-коммутатор с конфигурацией каналов типа SPST (Single Pole Single Throw), выполненный в ультракомпактном корпусе TSSOP-16 для поверхностного монтажа, на что указывает суффикс BRUZ. Особенностью ADG453BRUZ является наличие четырех независимых нормально замкнутых (NC) ключей, способных коммутировать сигналы с амплитудой до ±25В. Это устройство широко используется в компактном измерительном оборудовании, портативных медицинских приборах, системах промышленной автоматизации и телекоммуникационных системах, где критичны как высокое рабочее напряжение и безопасное состояние при отключении питания, так и минимальные габариты.

Основные характеристики

Рассматриваемый компонент отличается способностью коммутировать сигналы с амплитудой до ±25В, что существенно превышает возможности стандартных аналоговых ключей. Сопротивление в открытом состоянии составляет около 60 Ом, что обеспечивает приемлемое падение напряжения при передаче сигнала. Время переключения составляет приблизительно 180 наносекунд, позволяя использовать коммутатор в системах с умеренными требованиями к быстродействию. Устройство функционирует в диапазоне питающих напряжений от ±15В до ±25В, что необходимо для обеспечения коммутации высоковольтных сигналов. Ток утечки в закрытом состоянии не превышает 1 нА при комнатной температуре, гарантируя высокую изоляцию неактивных каналов. Корпус TSSOP-16 имеет существенно меньшие габариты по сравнению с SOIC-16, что позволяет значительно снизить занимаемую площадь на печатной плате. Ключевой особенностью является нормально замкнутая конфигурация каналов, обеспечивающая проводящее состояние при отключении питания, что критично для систем безопасности. Компонент сохраняет стабильные характеристики в промышленном температурном диапазоне от -40°C до +85°C, что позволяет использовать его в оборудовании, эксплуатируемом в различных климатических условиях.

Типы применений и их особенности

ADG453BRUZ находит применение в разнообразных электронных системах благодаря своим уникальным характеристикам:

Портативные системы безопасности и аварийной защиты - нормально замкнутая конфигурация ключей обеспечивает безопасное состояние при сбоях питания, что критично для защитных систем с высоковольтными сигналами.

Компактное медицинское диагностическое оборудование - сочетание высокого рабочего напряжения, миниатюрных размеров и отказоустойчивой конфигурации делает компонент идеальным для создания надежных портативных диагностических приборов.

Высокоплотные системы промышленной автоматизации - возможность плотного размещения компонентов на печатной плате позволяет создавать многоканальные системы управления с повышенной функциональностью в ограниченном пространстве.

Телекоммуникационное оборудование с резервированием - нормально замкнутая конфигурация обеспечивает автоматическое переключение на резервные каналы при отказе основных, что повышает надежность систем связи.

Миниатюрные измерительные приборы с функцией самодиагностики - комбинация высоковольтной коммутации и безопасного состояния при отключении позволяет создавать самотестирующиеся измерительные системы с защитой от неправильного использования.

Схема

Внутренняя структура ADG453BRUZ построена на основе специализированной высоковольтной КМОП-технологии и содержит четыре независимых ключа типа SPST с нормально замкнутыми контактами. Каждый ключ включает пару комплементарных МОП-транзисторов с повышенным пробивным напряжением, обеспечивающих коммутацию высоковольтных сигналов. В отличие от ADG452BRUZ, схемотехника разработана таким образом, чтобы при отсутствии управляющего сигнала или отключении питания ключи находились в проводящем состоянии. Управление осуществляется через четыре независимых логических входа, совместимых с TTL/КМОП уровнями. Для защиты от перенапряжений предусмотрены встроенные защитные цепи на всех аналоговых входах и выходах. Конструкция оптимизирована для минимизации перекрестных помех между каналами за счет специальной топологии кристалла с расширенными изоляционными областями. Схема также содержит цепи компенсации инжекции заряда, что особенно важно при работе с высокоимпедансными источниками сигнала. Выходные каскады разработаны с учетом минимизации искажений при передаче аналоговых сигналов в широком диапазоне амплитуд.

Интересные факты

При разработке ADG453BRUZ инженеры Analog Devices решили сложную задачу обеспечения нормально замкнутого состояния при сохранении высоких изоляционных характеристик в ультракомпактном корпусе, что потребовало создания специальной топологии кристалла.

Несмотря на противоположную функциональность, ADG453BRUZ имеет практически идентичные динамические характеристики с ADG452BRUZ, что позволяет использовать их в одних и тех же схемах при необходимости изменения логики работы.

Компонент обеспечивает гарантированное замкнутое состояние контактов при напряжении питания ниже 1В, что особенно важно для систем с плавным снижением напряжения при отключении питания.

В отличие от многих высоковольтных коммутаторов, ADG453BRUZ сохраняет низкий уровень шумов и искажений даже при коммутации сигналов с максимальной амплитудой, что позволяет использовать его в прецизионных измерительных системах.