模仿开关都是双向的吗？
模仿开关都是双向的。
模仿开关首要是完结信号链路中的信号切换功用。选用MOS管的开关方法完成了对信号链路关断或许翻开；因为其功用类似于开关，而用模仿器材的特性完成，成为模仿开关。
模仿开关在电子设备中首要起接通信号或断开信号的效果。因为模仿开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和运用寿命长等特色，因而，在自动操控体系和计算机中得到了广泛运用。
近年来，便携式产品越来越多地选用多源规划，因而开关功用是视频、音频传输及处理进程中的一个重要组成部分。前期选用的机械开关具有可靠性低、体积大、功耗大的缺陷，所以模仿开关现已引起了越来越多人的注重，并已被广泛运用于各种电子产品中。
尽管模仿开关具有机械开关不行替代的优势，但是它的运用较机械开关略微杂乱些，初度运用模仿开关的工程人员往往会因为模仿开关运用不当，引起整个体系的毛病。本文经过将模仿开关与一般机械开关作比较，论说了模仿开关的若干基本概念，并结合实例对模仿开关运用的关键技术进行研究。
模仿开关的关键技术特性和运用
许多工程师榜首次运用模仿开关，往往会把模仿开关彻底等同于机械开关。其实模仿开关尽管具有开关性，但和机械开关有所不同，它本身还具有半导体特性：
1. 导通电阻（Ron）随输入信号（VIN）改变而改变
图1a是模仿开关的简略示意图，由图中能够看出模仿开关的常开常闭通道实际上是由两个对偶的N沟道MOSFET与P沟道MOSFET构成，可使信号双向传输，假如将不同VIN值所对应的P沟道MOSFET与N沟道MOSFET的导通电阻并联，可得到图1b并联结构下Ron随输入电压（VIN）的改变联系，假如不考虑温度、电源电压的影响，Ron随Vin呈线性联系，将导致插入损耗的改变，使模仿开关发生总谐波失真（THD）。此外，Ron也受电源电压的影响，一般跟着电源电压的上升而减小。
图1：a. 模仿开关原理图；b. 模仿开关导通电阻与输入电压联系
2. 模仿开关输入有严厉的输入信号规模
因为模仿开关是半导体器材，当输入信号过低（低于零电势）或许过高（高于电源电压）时，MOSFET处于反向偏置，当电压到达某一值时（超出限值0.3V），此刻开关无法正常作业，严峻者乃至损坏。因而模仿开关在运用中，必定要注意输入信号不要超出规则的规模。
3. 注入电荷
运用机械开关咱们当然期望Ron越低越好，因为低阻能够下降信号的损耗。但是关于模仿开关而言，低Ron并非适用于一切的运用，较低的Ron需求占有较大的芯片面积，然后发生较大的输入电容，在每个开关周期其充电和放电进程会耗费更多的电流。时刻常数t=RC，充电时刻取决于负载电阻（R）和电容（C），一般继续几十纳秒。这说明低Ron具有更长的导通和关断时刻。为此，挑选模仿开关应该归纳权衡Ron和注入电荷。
4. 开关断开时仍会有感应信号漏出
这一特性指的是当模仿开关传输沟通信号时，在断开情况下，仍然会有一部分信号经过感应由输入端传到输出端，或许由一个通道传到另一个通道。一般信号的频率越高，信号走漏的程度越严峻。
5. 传输电流比较小
模仿开关不同于机械开关，它一般只能传输小电流，现在CMOS工艺的模仿开关答应接连传输的电流大多小于500mA。
6. 逻辑操控端驱动电流极小
机械开关逻辑操控端的驱动电流往往都是毫安级，有时单纯靠数字I/O很难驱动。而模仿开关的逻辑操控端驱动电流极小，一般低于纳安级。因而，它彻底能够由数字I/O直接驱动，然后到达下降功耗、简化电路的意图。
模仿开关的开关特性
已然称之为模仿开关，天然它还具有开关性，详细表现如下：
1. 信号可双向传输
有些人习惯于把模仿开关的两个常开常闭端称之为输入端，公共端称之为输出端，其实这仅仅依据模仿开关的详细运用给予的暂时界说。模仿开关大多能够使信号双向传输，假如疏忽这一点，就很简单使电路生成问题，比方将电压反向偏置、电流倒灌等。
2. 开关断开后漏电流极小
模仿开关在断开（OFF）时会呈现高阻状况，两传输端间的漏电流极小，一般只要纳安级以下，如SGM3001、SGM3002和SGM3005系列模仿开关，其断开后的漏电流均为1nA。这么弱小的电流在运用中可疏忽不计，模仿开关此刻可被认为是抱负断开的。
总归，模仿开关是具有开关功用的半导体器材，在运用进程中既要充沛利用它的开关功用，又要考虑它的半导体特性，不然可能会呈现意想不到的费事。
模仿开关运用实例剖析
图2是一音响设备前端扩大及信号选通部分电路，其间选用了SGM324（四通道运算扩大器）和SGM3002（双通道模仿开关）。
图2：音响前端扩大及信号选通电路
该方案规划原意是当Input=0时，Line_outL和Line_outR音频信号选通；当Input=1时，Phone_outL和Phone_outR音频信号选通。但是当实验机做出后，规划者发现当Input=1时，Line_outL和Line_outR通道有适当一部分信号别离漏到D1和D2端。运用网络剖析仪HP/Agilent 3589A测验SGM3002的关断阻隔度，当输入信号为10kHz时，SGM3002的关断阻隔度仅为-120dB，因而芯片应该没有问题。
事实上，该电路在模仿开关运用上存在下面两处过错：
1. 模仿开关的输入信号短少一个直流偏置
图2中模仿开关部分电路能够等效成图3，本文榜首部分从前说到模仿开关输入信号输入不能为负。
图3：模仿开关等效电路
一般来讲，CMOS工艺的模仿开关输入信号最小只能到-0.3V，假如再低于这个值，芯片将不能正常作业，乃至会损坏。图2中模仿开关输入信号没有直流偏置，所以输入信号有一部分处于负值区，模仿开关天然无法正常作业。
解决办法：将电容C2、C3均去掉，模仿开关输入信号便有了1/2VDC的直流偏置信号，此刻模仿开关便能够轨到轨作业。此外，因为模仿开关公共端后边加了电容，所以直流信号仍然能够被有用地阻隔。
2. 在D1和D2端短少耦合电阻
当模仿开关在断开的情况下，其输入与输出端等效串联了一个电容C，假如再假设在模仿开关输出端到地之间有一个等效电阻R，则模仿开关在断开时的等效电路如图4所示。
图4：模仿开关断开时的等效电路
此刻的模仿开关其实等效为一个RC滤波电路，由此不难得出以下公式：
其间，uout为模仿开关输出信号；uin为模仿开关输入信号；R为模仿开关输出端电阻负载；C为模仿开关断开时等效电容；f为输入信号频率。
因为模仿开关等效电容C会规划成很小，所以当输入信号f处于音频区时，增益A由R和f一起决议。当R取值较小时，f起主导效果，此刻A《《1，信号被有用阻隔。当R取值较大时，此刻R起主导效果，此刻A—》1，信号简直被彻底走漏过来。所以当输出端悬空时，其输出端与地之间电阻R—》+∞，此刻模仿开关彻底导通。
批改以上两个过错后，该音频运用电路便能够正常作业了。由以上实例能够看出，充沛了解模仿开关的基本概念是正确运用模仿开关的根底。
