開(kāi)關(guān)是當(dāng)今最常見(jiàn)的電路元件之一。理想的開(kāi)關(guān)在開(kāi)啟時(shí)應(yīng)具有零電阻，在關(guān)閉時(shí)應(yīng)具有無(wú)限電阻。信號(hào)在啟用時(shí)必須通過(guò)開(kāi)關(guān)而沒(méi)有任何失真，并且在關(guān)閉時(shí)應(yīng)完全隔離。然而，在現(xiàn)實(shí)世界中，導(dǎo)通電阻將最小，而關(guān)斷電阻將具有高電阻。
橫桿技術(shù)開(kāi)關(guān)
TI 的交叉開(kāi)關(guān)技術(shù) (CBT) 開(kāi)關(guān)是 TI 原始總線(xiàn)開(kāi)關(guān)系列的一部分，其核心設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的 FET，如圖 1 所示。A 和 B 端子是雙向 I/O，一旦啟用，就可以作為漏極或源極互換。一旦V I/O接近V CC，導(dǎo)通電阻R ON是非線(xiàn)性的。
圖 1：CBT 功能圖
低壓橫桿雙邊開(kāi)關(guān)
低壓 CBT (CBTLV) 雙邊開(kāi)關(guān)具有單個(gè) P 和 N 溝道晶體管，如圖 2 所示。由于 NFET 和 PFET 的并聯(lián)組合， R ON更平坦。
圖 2：CBTLV 功能圖
高帶寬交叉開(kāi)關(guān)
高帶寬交叉開(kāi)關(guān) (CB3Q) 開(kāi)關(guān)具有內(nèi)部電荷泵，可將柵極電壓提升至超過(guò)軌，從而在整個(gè)電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低平坦 R ON ——但代價(jià)是 I CC更高，如圖 3 所示。
圖 3：具有電荷泵電路的 CB3Q
交叉開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與帶二極管開(kāi)關(guān)的交叉開(kāi)關(guān)技術(shù)
交叉開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換 (CB3T) 開(kāi)關(guān)和帶二極管的交叉開(kāi)關(guān)技術(shù) (CBTD) 開(kāi)關(guān)具有轉(zhuǎn)換功能。CB3T 開(kāi)關(guān)有一個(gè)內(nèi)部控制電路，可在其輸入到輸出上啟用高到低轉(zhuǎn)換功能。CBTD 開(kāi)關(guān)具有一個(gè)內(nèi)部二極管，可降低使能引腳的工作軌，并允許從高到低轉(zhuǎn)換，如圖 4 所示。
圖 4：帶有內(nèi)部二極管的 CBTD
比較交叉總線(xiàn)開(kāi)關(guān)
CBT-C（鉗位）、CBTK（有源鉗位）和 CBTS（肖特基）開(kāi)關(guān)具有 -2V 下沖保護(hù)電路，可在開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)抑制 N 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體 (NMOS) 晶體管開(kāi)啟，您可以參見(jiàn)圖 5。當(dāng)輸入有下沖時(shí)，柵極偏置到相同的負(fù)電壓。
圖 5：具有下沖保護(hù)的 CBT-C
比較帶寬操作，帶電荷泵的 CB3Q 高達(dá) 500MHz，是所有開(kāi)關(guān)中最高的。CBT/CB3T 開(kāi)關(guān)具有高達(dá) 100MHz 的帶寬，如圖 6 所示。
圖 6：帶寬與 V CC比較
請(qǐng)注意圖 7 中的 R ON比較。帶有 NMOS 傳輸晶體管的 CBT 開(kāi)關(guān)具有較低的 R ON電阻，直到 V IN達(dá)到約 3V，超過(guò)該值時(shí)，當(dāng) NMOS 開(kāi)始關(guān)閉時(shí)，電阻急劇增加。由于 NMOS 和 PMOS 的并聯(lián)組合，CBTLV 開(kāi)關(guān)具有平坦的 R ON 。由于電荷泵的柵極電壓較高，CB3Q在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)具有較低的平坦 R ON 。
圖 7：R ON比較
圖 8 說(shuō)明了每個(gè)開(kāi)關(guān)在不同輸入信號(hào)和不同工作 V CC電平下的輸出行為。注意 CB3Q 的超軌特性、CBTLV 的軌到軌、CBT/CBT-C 的軌下以及 CB3T 的平移特性。
圖 8：CBT 系列的 I/O 信號(hào)功能
I OFF保護(hù)電路和輸出使能的存在可以使這些開(kāi)關(guān)對(duì)服務(wù)器和背板中的實(shí)時(shí)插入場(chǎng)景具有吸引力。斷電時(shí)，交換機(jī)可以隔離帶有活動(dòng) I/O 的系統(tǒng)。使用輸出使能控制，您可以在功率上升和下降期間實(shí)現(xiàn)隔離。CB3Q 開(kāi)關(guān)有利于 USB 多路復(fù)用等高速、高帶寬應(yīng)用。
新型CB3T總線(xiàn)開(kāi)關(guān)系列的工作電壓為 3.3V或2.5V ，由于其具有兼容 5V 輸入特性因而可提供電壓轉(zhuǎn)換。借助其5V 至3V 的電平轉(zhuǎn)換能力，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可在使用 5V 及 3.3V 開(kāi)關(guān)電平的 PCI 可熱插拔應(yīng)用上實(shí)施 CB3T。PCI 控制器需要能向 3.3V 開(kāi)關(guān)電平轉(zhuǎn)換。在視頻應(yīng)用方面，設(shè)計(jì)者可利用 CB3T 接近零的傳播延遲和 8 ns 啟用/禁用時(shí)間進(jìn)行高速視頻數(shù)據(jù)的傳輸。CB3T 技術(shù)也可用于音頻應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)槠錁O低的 Ron（一般為 5 ）性能以及差分輸入特性可確保高質(zhì)量的音頻傳輸。CB3T專(zhuān)門(mén)為信號(hào)交換、電壓轉(zhuǎn)換以及隔離（熱插拔）應(yīng)用等設(shè)計(jì)，用于膝上型電腦、PDA、手機(jī)以及配套塢的高性能、低功率接口解決方案。使用 CB3T 的其它優(yōu)勢(shì)包括：可用于部分切斷電源的Ioff；極低的功率；超低且平坦的導(dǎo)通阻抗 （一般為 4 ）可改善傳輸信號(hào)；超低I/O電容可減少電容負(fù)載與信號(hào)失真。
新型 CB3Q 是第一批總線(xiàn)開(kāi)關(guān)系列器件，其工作電壓為 3.3V 或 2.5V ，能夠?qū)?0V 至 5V 的數(shù)字和模擬信號(hào)進(jìn)行切換（軌對(duì)軌切換）。CB3Q 系列器件的工作電壓為 3.3V ，能夠與 5V 輸入及輸出信號(hào)輕松實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，從而使 CB3Q 當(dāng)之無(wú)愧地成為該類(lèi)型終端設(shè)備的理想之首選。
CBT-C是在通用數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān) CBT 系列基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)全新技術(shù)，提供了大量極具創(chuàng)新性的增強(qiáng)型功能，其中包括：后向兼容CBT； -2V下沖保護(hù)功能；更快的啟用/禁用時(shí)間； off功能用于部分切斷電源。由于 CBT-C 具有內(nèi)部鉗位功能，可以在 I/O 電壓下沖到 -2V 時(shí)提供保護(hù)，設(shè)計(jì)者因而可以減少外部組件，進(jìn)而減少物料清單 (BOM) 以及庫(kù)存組件。改善過(guò)的 CBT-C 系列器件增強(qiáng)了下沖保護(hù)功能，而不必在設(shè)計(jì)中增加額外的外部組件。CBT-C 完全可以替代 CBT 器件以實(shí)現(xiàn)更高的性能。
