ADG9xx CMOS宽带开关首要设想用来餍足工业、科研和医用(ISM)频段 (≥900 MHz) 旌旗灯号发射器件的请求。这些器件拥有低拔出消耗、高端口间隔离度、低失真和低功耗等特点,因而是请求低功耗且可以或许处置发射功率 (最高达16 dBm) 的许多高频使用的现实解决计划。典范使用包孕高速滤波和数据路由。
对于各器件 (ADG901,ADG902,ADG904,ADG904R,ADG918,ADG919,ADG936和ADG936R) 的残缺特点,能够在 供应的数据手册中找到,同时请参考本应用条记。本应用条记对无关这些器件的一些罕见题目进行了释疑。ADG9xx器件的残缺列表见表1。
表1.ADG 9xx系列的首要规格特点

吸取式(立室):拥有对地50Ω端接电阻的开关;反射式:拥有对地0Ω端接电阻的开关。
AD G9xx是接纳CMOS工艺创造的宽带开关,在最高至1 GHz范围内供应高隔离度和低拔出消耗特点。这些器件接纳1.65 V至2.75 V供电,且在该电压局限拥有残缺特点。VDD电源应对地完全去祸。ADG9XX评价板的VDD线路上,使用了2个10μF表贴封装去祸担电容,此中一个接近DUT搁置,此外还将一个100 pF陶瓷电容。
普通而言,VDD上的电源电压越高,则功能越佳。从各数据手册的特点图能够看出,电源电压越高,拔出消耗功能也越强。此外,电源电压越高,IP3和P1dB也略有改良。但无论VDD是1.65 V仍是2.75 V ,隔离度功能的变迁则不显然。泄露功能和IDD性能在VDD较低时略有改良。
数据手册的“绝对最大额定值”部份表现VDD对GND为-0.5 V至 4 V,那末这些器件能接纳3VVDD电源供电吗?
这是绝对最大额定值前提,长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可靠性。在应用寿命时期,AD G9xx系列的保障事情电压局限为1.65 V至2.75 V,并且其残缺特点是针对该电源电压局限而供应的。
是以,这些器件能够接纳2.75 V以上电源供电,但应用寿命无奈失掉保障。如上所述,电源电压越高,器件的功能越佳,但泄露和IDD这两种首要特点则会稍微变差。
旌旗灯号消耗本质上是由导通条件下的开关电阻RON所引入的衰减抉择;与源加负载电阻串连的开关电阻RON,是在较低的事情频次时测得的。
图1.导通电阻与源电压的瓜葛ADG9xx系列接纳N-沟道MOSFET布局,这类布局与规范开关的NMOS和PMOS FET并联布局相比,拥有显著的带宽上风。带宽改良的缘故原由在于开关尺寸更小,以及不应用P-沟道MOSFET能够大幅减小寄生电容。ADG9xx的导通电阻变化图与N-沟道MOSFET布局的预期导通电阻曲线同等。图1表现了在这些器件上测得的典范导通电阻RON与输出旌旗灯号瓜葛图。
对宽带使用的开关设想职员而言,当旌旗灯号频次进步至数百MHz以上时,寄生电容往往会占领主导位置,是以要完成开关关断状态下的高隔离度和导通状态下的低拔出消耗并不是易事。
晶体管的典范Tx/Rx开关”" width="600" />图2.基于晶体管的典范Tx/Rx开关ADG 9xx系列跳脱了罕见开关拓扑布局的案臼,为关断(及其相干的杂散旌旗灯号)添加了对地分流门路,使得开关在高频时拥有更高的关断隔离度。图2表现,FET拥有联锁指形结构,减小了输出(RFx)与输入(RFC)之间的寄生电容,从而提高了高频时的隔离度并增强了串扰按捺才能。比方,当MN1导通构成RF1的传导门路时,MN2关断且MN4导通,从而消除了RF2上的寄生电容。
在较低频次时,有两种机制会发生首要影响:一种是寄生二极管大概呈正偏,另一种是分流NMOS器件在应该关断时大概产生部份导通征象。
这会影响频次靠近DC时的关断断绝功能。这些机制将在“功率处置”部份的第二个问题中予以细致解释,由于它们对低频时的功率处置才能也有影响。
dBm是指功率相对50Ω负载上1mW功率的dB数。是以关于正弦波旌旗灯号,0 dBm功率程度为: 224 mV均方根值 = 316 mV峰值 = 633 mV峰峰值。关于别的功率程度,dBm计较公式为:
dBm=10 x log(P/1 mW)=10 x log[(V rms2)/(R x 1 mW)]
此中:
Log为以10为底的对数。
R为50Ω.
那末甚么是7 dBm (5 mW)输出旌旗灯号呢?关于50Ω负载,7 dBm旌旗灯号对应于0.5 V均方根旌旗灯号,或1.4 V峰峰值(正弦波)。类似地,16 dBm对应于1.4 V均方根或4V峰峰值。
【V P-P=Vrmsx2x√2】
这些器件若何能在无直流偏置电压的情况下处置7 d8m输出功率、在0.5 V直流偏置电压的情况下处置16 d8m输出功率(如数据手册所示)?
关于7 dBm以上的输出旌旗灯号,使用0.5 V直流偏置电压能够进步正弦波的最低电平,避免旌旗灯号负的部分被削波或衰减。较小直流偏置电压能够对消较低频次时(<100 MHz)致使功率处置才能下降的两种效应。
图3.NMOS布局NMOS的外部布局如图3所示,由位于P型基板中的两个N型资料区构成。是以,N区与P区之间构成寄生二极管。当偏置OVDC的交换旌旗灯号作用于晶体管的源极,而且Vcs大到足以接通晶体管((Vcs>Vr)时,关于输出波形的负半周的某一部份,寄生二极管大概呈正偏。假如输出正弦波形低于约一0.6 V,便会产生上述情形,而且二极管开端接通,致使输出旌旗灯号被削波(收缩),如图4所示。该图表现了一个100 MHz, 10 dBm输出旌旗灯号及响应的100 MHz输入旌旗灯号。请注意,输入旌旗灯号已被削去顶端了。
图4.0V直流偏置电压时的100 MHz, 10 d8m输人月旌旗灯号在低频输出旌旗灯号长期低于-0.6 V电平,这对1 dB收缩点(P1dB)有较大影响。这就说明致使较低频次时功率处置才能下降的第一种机制。
在较低频次假如分流NMOS器件应该关断部份接通,则器件处置的功率也会较低。这与上文所述寄生二极管部份接通的机制类似这类情况下,当Vcs<Vr时,NMOS晶体管处于关断状况。当分流器件的源极上有一个交换旌旗灯号时,在波形负半周的某一时候产生Vcs>Vr情形,从而部份接通分流器件如许就会将一部分能量分流至地,从而收缩输出波形输出旌旗灯号大于7 dBm (或5 mW , 50 Ω电阻上存在1.4 V峰峰值) 的情况下应用开关时,对RF输出旌旗灯号施加一个较小直流偏置电压(约0.5就可降服上述两种机制的影响道理经由过程进步正弦波输出旌旗灯号的最低电平,确保寄生二极管继续呈反偏,并且在输出旌旗灯号全部周期内,分流晶体管的Vcs永久不会大于Vr于是坚持关断状况表现了0.5V直流偏置电压时100 MHz, 10 dBm输出功率(50 Ω电阻上存在约2V峰峰值输出输入旌旗灯号图。图中清晰表现出在100 MHz再也不产生削波收缩。
图5. 0.5V直流偏置电压的100MHz、10dBm输出输入旌旗灯号