應用于負壓信號選通的高速SPDT模擬開關2

HS102EO型低壓高速單刀雙擲(SPDT)模擬開關是由深圳市乾鴻微電子有限公司自主設計，并基于國內代工廠工藝流片的模擬集成電路產品。該產品基于 CMOS工藝設計，可在 2.5V~5.5V的電源范圍內工作，除了 常規的正電源應用外，還可以實現負電源的應用，具體應用電路圖如下所示。

圖1 HS102EO負壓應用電路圖

在客戶用負電供電實際運用中出現了一些疑問，客戶一般使用mcu控制HS102EO IN開關切換腳，mcu輸出為0~3.3V正信號，而用負電源供電HS102EO IN腳輸入信號在-5V到0V間。顯然不匹配，本文介紹兩種轉換電路可以解決上訴問題。

使用一個穩壓二極管（BZT52C5V1S）控制電壓極性的翻轉電路如圖二所示，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用如圖三所示開啟切換延時為7ns。

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

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

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

圖2 用穩壓二極管轉換電壓極性電路

圖3 開關開啟切換延時，黃色為IN輸入信號藍色為D 腳輸出信號

圖4 黃色為IN信號藍色為HS102 1腳輸入信號

使用一個NPN三極管控制電壓極性的轉換電路如圖五所示，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用如圖六所示開啟切換延時為150ns。

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

經過計算,電阻R6的阻值為820歐，此時 TI 三極管基極電壓為-4.11V，發射極電壓為-5V,三極管正向導通, HS102EO 1腳被-5V下拉為低（-4.9V）如圖6所示。

當控制電平IN為+0時,，電阻 R5的阻值為6.8k, 電阻R6的阻值為820歐此時 TI 三極管基極電壓為-4.5V，發射極電壓為-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壓二極管控制電路邏輯相反。

圖5  用三極管轉換電壓極性電路

圖6 開關切換延時，藍色為IN輸入信號黃色為D 腳輸出信號

圖7 黃色為IN信號藍色為HS102EO 1腳輸入信號