Co to jest przełącznik analogowy?
Czasami nazywany również przełącznikiem dwustronnym lub bramką transmisyjną, przełącznik analogowy jest urządzeniem elektronicznym, które selektywnie przekazuje lub blokuje poziom sygnału z wejścia na wyjście. Półprzewodnikowy komponent półprzewodnikowy, jest zagrożony tranzystorem nMOS i tranzystorem pMOS. Bramki sterujące są skonfigurowane w taki sposób, że oba tranzystory są włączane lub wyłączane. Typowe zastosowania przełączników analogowych obejmują oprzyrządowanie, kontrolę procesu, akwizycję danych, systemy komunikacji i systemy wideo.
Przełącznik analogowy jest również powszechnie stosowany jako element konstrukcyjny obwodów logicznych, takich jak D Flip-Flop lub D Latch. Działając jako niezależny obwód, ma on możliwość izolowania jednego lub wielu komponentów od sygnałów pod napięciem podczas usuwania lub wstawiania na gorąco. Stosowany w aplikacjach zabezpieczających może selektywnie zapobiegać przesyłaniu wrażliwych sygnałów lub danych bez ważnej autoryzacji ze strony sprzętu.
Idealny przełącznik analogowy ma nieskończony opór, gdy jest wyłączony, i zerowy opór, gdy jest włączony. Ma również bezbłędną charakterystykę liniową, woltowo-amperową podczas przesyłania sygnałów analogowych. Prawda jest jednak taka, że większość przełączników analogowych nie jest idealna. Może to być prawdą, ponieważ są one zasadniczo półprzewodnikowymi elementami półprzewodnikowymi i wykazują tendencję do wykazywania niezerowej rezystancji, gdy jest on włączony, rezystancji skończonej, gdy jest wyłączony, oraz nieliniowej charakterystyki woltoamperowej.
Podobnie jak przełącznik mechaniczny, przełącznik analogowy występuje w wielu postaciach, które w dużej mierze zależą od liczby rzutów i biegunów. Chociaż często opisywany jest przełącznik mechaniczny , jednobiegunowy pojedynczy rzut (SPST) i jednobiegunowy podwójny rzut (SPDT) są jednymi z najczęstszych z tych przełączników. Pojedynczy układ scalony (IC) może również zawierać wiele przełączników analogowych, z których każdy odpowiada konkretnemu kanałowi analogowemu.
Bramka dla przełącznika analogowego może być utworzona przez wiele konfiguracji obwodów. Niektóre z tych konfiguracji są bardzo proste i często składają się z licznych rezystorów i jednej diody. Większość komercyjnych przełączników wykorzystuje jednak tranzystory polowe (FET), wysoce zaawansowane tranzystory bipolarne lub ich kombinację, aby ułatwić przekazywanie lub blokowanie sygnałów analogowych. FET są częściej stosowane w przełącznikach analogowych ze względu na ich niską rezystancję zamkniętą i wysoką rezystancję otwartą.
Przełącznik analogowy zachowuje się jak przekaźnik. Główną różnicą jest to, że nie ma ruchomych części i nie zapewnia izolacji między sygnałem analogowym a sygnałem sterującym. Z tego powodu nie zaleca się stosowania w obwodach wysokiego napięcia, w których wymagana jest izolacja elektryczna. Należy również zauważyć, że ponieważ ścieżka wejściowa i wyjściowa ma niski prąd, maksymalny prąd, który może przepłynąć przez przełącznik analogowy, jest zwykle mniejszy niż przeciętny przekaźnik.