應(yīng)用于負(fù)壓信號(hào)選通的高速SPDT模擬開關(guān)2

HS102EO型低壓高速單刀雙擲(SPDT)模擬開關(guān)是由深圳市乾鴻微電子有限公司自主設(shè)計(jì)，并基于國內(nèi)代工廠工藝流片的模擬集成電路產(chǎn)品。該產(chǎn)品基于 CMOS工藝設(shè)計(jì)，可在 2.5V~5.5V的電源范圍內(nèi)工作，除了 常規(guī)的正電源應(yīng)用外，還可以實(shí)現(xiàn)負(fù)電源的應(yīng)用，具體應(yīng)用電路圖如下所示。

圖1 HS102EO負(fù)壓應(yīng)用電路圖

在客戶用負(fù)電供電實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)了一些疑問，客戶一般使用mcu控制HS102EO IN開關(guān)切換腳，mcu輸出為0~3.3V正信號(hào)，而用負(fù)電源供電HS102EO IN腳輸入信號(hào)在-5V到0V間。顯然不匹配，本文介紹兩種轉(zhuǎn)換電路可以解決上訴問題。

使用一個(gè)穩(wěn)壓二極管（BZT52C5V1S）控制電壓極性的翻轉(zhuǎn)電路如圖二所示，二極管體積很小，且開啟切換速率快適用于需要快速切換電路應(yīng)用如圖三所示開啟切換延時(shí)為7ns。

HS102EO原來的正電源VDD接地, HS102EO原來的GND接負(fù)電源-5V，此時(shí)INL<-3.6,INH>-2.5

當(dāng)IN信號(hào)為低電平(即OV)時(shí),穩(wěn)壓二極管不工作 HS102EO 1腳被-5V下拉為低（-4.6V）如圖四所示。

當(dāng)IN信號(hào)為高低電平（即+3.3V）時(shí)，穩(wěn)壓二極管工作HS102EO 1腳為高（-1.9V）如圖四所示。

圖2 用穩(wěn)壓二極管轉(zhuǎn)換電壓極性電路

圖3 開關(guān)開啟切換延時(shí)，黃色為IN輸入信號(hào)藍(lán)色為D 腳輸出信號(hào)

圖4 黃色為IN信號(hào)藍(lán)色為HS102 1腳輸入信號(hào)

使用一個(gè)NPN三極管控制電壓極性的轉(zhuǎn)換電路如圖五所示，用三極管電路簡潔，但切換速率較慢適用于切換較少電路應(yīng)用如圖六所示開啟切換延時(shí)為150ns。

當(dāng)控制電平IN為+3.3V時(shí),為使NPN型三極管 TI（以下均簡稱 TI）導(dǎo)通，分壓電阻 R5的阻值為6.8k,根據(jù)之前所述三極管基極與發(fā)射極之間的壓差需高于0.6V，所以基極電壓需>-4.4V。

經(jīng)過計(jì)算,電阻R6的阻值為820歐，此時(shí) TI 三極管基極電壓為-4.11V，發(fā)射極電壓為-5V,三極管正向?qū)? HS102EO 1腳被-5V下拉為低（-4.9V）如圖6所示。

當(dāng)控制電平IN為+0時(shí),，電阻 R5的阻值為6.8k, 電阻R6的阻值為820歐此時(shí) TI 三極管基極電壓為-4.5V，發(fā)射極電壓為-5V, 三極管截止, HS102EO 1腳被GND上拉為高（0V））如圖6所示

值得注意得是NPN三極管控制電路和穩(wěn)壓二極管控制電路邏輯相反。

圖5  用三極管轉(zhuǎn)換電壓極性電路

圖6 開關(guān)切換延時(shí)，藍(lán)色為IN輸入信號(hào)黃色為D 腳輸出信號(hào)

圖7 黃色為IN信號(hào)藍(lán)色為HS102EO 1腳輸入信號(hào)