アナログスイッチとは

双方向スイッチまたはトランスミッションゲートとも呼ばれることがあるアナログスイッチは、入力から出力に信号レベルを選択的に渡す、またはブロックする電子デバイスです。 固体半導体コンポーネントであり、nMOSトランジスタとpMOSトランジスタの妥協点です。 コントロールゲートは、両方のトランジスタがオンまたはオフになるように構成されています。 一般的なアナログスイッチアプリケーションには、計装、プロセス制御、データ収集、通信システム、およびビデオシステムが含まれます。

アナログスイッチは、DフリップフロップやDラッチなどの論理回路の構成要素としてもよく使用されます。 スタンドアロン回路として機能し、取り外しまたは活線挿入時にライブ信号から1つまたは複数のコンポーネントを分離する機能を備えています。 セキュリティアプリケーションで使用すると、ハードウェアからの有効な許可なしに機密信号またはデータが送信されるのを選択的に防ぐことができます。

理想的なアナログスイッチは、オフのとき無限抵抗を持ち、オンのときゼロ抵抗を持ちます。 また、アナログ信号を送信するときに、完璧な線形の電圧電流特性を備えています。 ただし、ほとんどのアナログスイッチは理想的ではありません。 これは、本質的にソリッドステート半導体コンポーネントであり、オンの場合は非ゼロ抵抗、オフの場合は有限抵抗、非線形のボルトアンペア特性を示す傾向があるため、事実です。

メカニカルスイッチと同様に、アナログスイッチにはさまざまな形態があり、主にスローとポールの数に依存します。 メカニカルスイッチの説明によく使用されますが、単極単投（SPST）および単極双投（SPDT）は、これらのスイッチの中で最も一般的なものです。 単一の集積回路（IC）には、それぞれが特定のアナログチャネルに対応する複数のアナログスイッチを含めることもできます。

アナログスイッチのゲートは、多くの回路構成で形成できます。 これらの構成のいくつかは非常に単純であり、多くの場合、多数の抵抗と単一のダイオードで構成されます。 ただし、ほとんどの市販のスイッチは、電界効果トランジスタ（FET）、高度なバイポーラトランジスタ、またはその両方の組み合わせを利用して、アナログ信号の通過またはブロックを促進します。 FETは、低い閉抵抗と高い開抵抗のために、アナログスイッチでより頻繁に使用されます。

アナログスイッチは、リレーのように動作します。 主な違いは、可動部分がなく、アナログ信号と制御信号を分離しないことです。 このため、電気的絶縁が必要な高電圧回路での使用は推奨されません。 また、入力と出力の間に低電流経路があるため、アナログスイッチを流れることができる最大電流は通常、平均リレーよりも小さいことに注意することも重要です。