探索TMUX28xx：高性能開關的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的開關和多路復用器對于設計的成功至關重要。今天，我們將深入探討德州儀器（TI）的TMUX28xx系列，包括TMUX2821和TMUX2819，看看它們如何在眾多應用中脫穎而出。

文件下載：tmux2821.pdf

一、TMUX28xx概述

TMUX28xx是一款互補金屬氧化物半導體（CMOS）多路復用器，有兩種配置可供選擇：TMUX2821為1:1，單刀單擲（SPST）2通道；TMUX2819為2:1，單刀雙擲（SPDT）1通道。該系列器件采用單電源（1.8V至5.5V）供電，卻能通過超出電源范圍的雙向模擬和數(shù)字信號，范圍從 -5.5V至5.5V。

二、TMUX28xx的特點

（一）電氣特性突出

1. 寬電源和信號范圍：電源范圍為1.8V至5.5V，信號范圍為 -5.5V至5.5V，這使得它能夠適應各種不同的電源和信號環(huán)境。例如，在一些需要處理較大信號幅度的音頻或工業(yè)控制應用中，這種寬范圍的支持就顯得尤為重要。
2. 低導通電阻：導通電阻低至0.16Ω，且導通電阻平坦度僅為1.0mΩ，這有助于減少信號傳輸過程中的損耗，提高信號的傳輸質量。在音頻信號傳輸中，低導通電阻可以有效降低信號失真，保證音頻的高保真度。
3. 低失真和噪聲：總諧波失真加噪聲（THD + N）僅為0.001%（ -100dB），這使得它在處理高精度模擬和音頻信號時表現(xiàn)出色，能夠提供高質量的信號傳輸。
4. 高電流支持：最大可支持1.1A的電流，能夠滿足一些對電流要求較高的應用場景。

（二）邏輯兼容性良好

具有1.8V邏輯兼容（5V VDD時）和1.2V邏輯兼容（1.8V VDD時）的特性，這使得它可以與不同邏輯電平的處理器直接接口，無需額外的電平轉換電路，從而節(jié)省了電路板空間和成本。

（三）保護功能完善

1. 電源關斷保護：具備高達±5.5V的雙向電源關斷保護功能，即使在無電源電壓（VDD = 0V）的情況下，也能隔離開關，防止開關上的電壓通過內部ESD二極管反向供電到電源軌，避免對系統(tǒng)其他部分造成潛在損壞。
2. 集成下拉電阻：邏輯引腳集成了下拉電阻，避免邏輯引腳懸空，減少了外部元件的使用，降低了系統(tǒng)成本和復雜度。
3. 故障安全邏輯：控制輸入引腳（SEL）支持故障安全邏輯，允許在電源引腳之前施加控制引腳電壓，保護器件免受潛在損壞，同時減少了電源時序的要求。

（四）工作溫度范圍廣

工作溫度范圍為 -40°C至 +125°C，能夠適應各種惡劣的工作環(huán)境，保證在不同溫度條件下的穩(wěn)定性能。

三、TMUX28xx的引腳配置和功能

（一）引腳布局

TMUX2821和TMUX2819均采用DSG（SON，8）封裝，尺寸為2mm × 2mm。不同的引腳具有不同的功能，如源引腳（Sx）和漏引腳（Dx）可作為輸入或輸出，邏輯控制輸入引腳（SEL、SEL1、SEL2、EN）用于控制開關連接，VDD為正電源引腳，GND為接地引腳。

（二）引腳功能說明

四、TMUX28xx的應用領域

（一）音頻輸入或輸出切換

在有多個音頻輸入（如線路輸入和無線連接）或多個揚聲器輸出的系統(tǒng)中，TMUX2819可以輕松實現(xiàn)音頻源的切換。其出色的THD + N性能確保了音頻信號質量的最小損失，同時低電源電流要求允許通過GPIO直接驅動電源，使設備進入超低功耗模式，提高系統(tǒng)的魯棒性。

（二）其他應用

還可應用于陸地移動無線電、國防無線電、超聲波氣體流量變送器、模擬輸入模塊、工業(yè)模塊檢測等領域，憑借其寬信號范圍、低導通電阻和完善的保護功能，為這些應用提供可靠的信號切換解決方案。

五、設計建議

（一）電源供應

為了提高噪聲容限，防止開關噪聲從電源軌傳播到其他組件，建議在VDD和地之間使用0.1μF至10μF的電源去耦電容。盡量選擇多層陶瓷貼片電容（MLCC），因為它們具有較低的等效串聯(lián)電阻（ESR）和電感（ESL）特性。

（二）布局設計

1. 走線拐角處理：PCB走線拐角應避免90°直角，采用圓角或45°角可以減少反射，保持走線寬度恒定，從而優(yōu)化傳輸線特性。
2. 高速信號布線：高速信號應盡量減少過孔和拐角的使用，以降低信號反射和阻抗變化。如果必須使用過孔，應增加其周圍的間隙以減小電容。
3. 電容放置：在VDD和GND之間連接0.1μF至10μF的去耦電容，建議使用0.1μF和1μF的電容，并將最小電容值的電容盡可能靠近引腳放置，同時確保電容的額定電壓足夠。
4. 輸入線長度：保持輸入線盡可能短，以減少信號干擾。
5. 地平面和走線分離：使用實心接地平面有助于減少電磁干擾（EMI），同時避免敏感模擬走線與數(shù)字走線平行或交叉，必要時進行垂直交叉。

TMUX28xx系列以其卓越的性能、豐富的特性和良好的兼容性，為電子工程師在信號切換和多路復用設計中提供了一個可靠的選擇。無論是在音頻、工業(yè)還是通信領域，TMUX28xx都能發(fā)揮其優(yōu)勢，幫助工程師實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的設計。大家在實際應用中是否也遇到過類似的開關選擇問題呢？不妨在評論區(qū)分享一下你的經(jīng)驗和見解。