什么是傳輸門(mén)（模擬開(kāi)關(guān)）

本應用筆記描述了輸電門(mén)的用途和基本操作。本文解釋了如何使用傳輸門(mén)快速隔離多個(gè)信號，同時(shí)對電路板面積的投資最少，并且這些關(guān)鍵信號的特性下降可以忽略不計。DS3690是示例器件。

本應用筆記描述了輸電門(mén)的用途和基本操作。本文解釋了如何使用傳輸門(mén)快速隔離多個(gè)信號，同時(shí)對電路板面積的投資最少，并且這些關(guān)鍵信號的特性下降可以忽略不計。DS3690是示例器件。
基本操作
傳輸門(mén)或模擬開(kāi)關(guān)被定義為一種電子元件，它將選擇性地阻止或傳遞從輸入到輸出的信號電平。該固態(tài)開(kāi)關(guān)由pMOS晶體管和nMOS晶體管組成?？刂茤艠O以互補方式偏置，因此兩個(gè)晶體管要么打開(kāi)，要么關(guān)閉。
當節點(diǎn)A上的電壓為邏輯1時(shí)，互補邏輯0施加于節點(diǎn)/A，允許兩個(gè)晶體管在IN到OUT處傳導和傳遞信號。當節點(diǎn)/A上的電壓為邏輯0時(shí)，互補邏輯1施加到節點(diǎn)A，關(guān)閉兩個(gè)晶體管，并在IN和OUT節點(diǎn)上強制高阻抗條件。這種高阻抗條件代表DS3690通道可能反映下游的第三種“狀態(tài)”（高、低或高阻態(tài)）。
原理圖（圖1）包括IN和OUT的任意標簽，因為如果這些標簽被反轉，電路將以相同的方式工作。這種設計提供了真正的雙向連接，而不會(huì )降低輸入信號。

圖1.傳輸門(mén)的示意圖。

傳輸門(mén)的公共電路符號描述了電路操作的雙向性質(zhì)（圖 2）。

圖2.電路符號。

傳輸門(mén)的用途是什么？
傳輸門(mén)通常用作邏輯電路的構建模塊，例如D鎖存器或D觸發(fā)器。作為獨立電路，傳輸門(mén)可以在熱插入或拔出期間將一個(gè)或多個(gè)組件與實(shí)時(shí)信號隔離。在安全應用中，它們可以有選擇地阻止關(guān)鍵信號或數據在未經(jīng)適當硬件控制授權的情況下傳輸。
圖3中的連接方案設計用于隔離微處理器和存儲器組件之間的I/O總線(xiàn)，以防存儲器被移除。SRAM以物理方式安裝在可移動(dòng)存儲卡上;DS3690傳輸門(mén)用于隔離通過(guò)連接器路由的各種信號。

圖3.DS3690典型應用電路

SRAM的接地連接通過(guò)連接器反饋，以下拉DS3690芯片使能（/CE）引腳。此操作在安裝存儲卡時(shí)啟用傳輸門(mén)。
DS3690有什么獨特之處？
大量獨立通道可減少元件數量
DS3690具有26個(gè)獨立通道，具有當今市場(chǎng)上最高的總線(xiàn)寬度。大多數商用傳輸門(mén)配置為容納 2、4 或 8 個(gè)離散信號。以圖3為例，該SRAM要求在移除卡時(shí)隔離25個(gè)離散信號。使用傳統的8位傳輸門(mén)，設計人員必須放置四個(gè)獨立的元件來(lái)隔離該SRAM，從而顯著(zhù)增加最終元件數量和專(zhuān)用PC板面積。
小封裝節省電路板空間
DS3690采用5mm x 11mm TQFN封裝，整個(gè)總線(xiàn)隔離工作只需要55mm2的印刷電路板面積。如果設計人員選擇了 8 位傳輸門(mén)，那么最激進(jìn)的封裝是每個(gè)占用 51.5mm2 的 SSOP?？紤]到最小的信號路由余量，四個(gè)8位元件的占用空間將遠遠超過(guò)200mm2，以實(shí)現與單個(gè)DS3690相同的功能。
高效的信號路由，實(shí)現更好的性能
多個(gè)8位元件所需的額外電路板面積也使PC板布局工作復雜化：不同的走線(xiàn)長(cháng)度可能導致關(guān)鍵時(shí)序事件上的不同信號偏斜。此外，所選的四個(gè)8位元件可能沒(méi)有相同的傳播延遲，從而進(jìn)一步加劇了最終系統的工作裕量。DS3690的26個(gè)并行數據通道（圖4）導致通道間糾偏不超過(guò)1ns。
使用TQFN封裝，所有信號都可以方便地在總線(xiàn)的物理方向上路由。最后，為了方便和應用靈活性，設計人員決定將信號分配到DS3690的26個(gè)通道之一。

圖4.建議的信號路由。

為應用程序增加安全性
在某些基于安全性的應用中，無(wú)引線(xiàn)TQFN封裝增加了外部探測的另一層物理安全性，因為沒(méi)有裸露的引腳可供接觸。
結論
DS3690發(fā)送門(mén)可用于快速隔離多個(gè)信號，只需在電路板面積上投資極少，且關(guān)鍵信號特性的下降可以忽略不計。