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[参考译文] MUX36D04:最大限度降低泄漏电流

Guru**** 664280 points
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/1051045/mux36d04-minimising-leakage-currents

器件型号:MUX36D04

我需要使用多路复用器测量大量高精度100uA 电流源、从而将每个电流源依次路由到测量仪器。 实现多路复用器尽可能低的泄漏漏极至关重要。 最高温度为40°C。 MUXD04是我可以找到的漏电最低的 TI 器件。

1) 1)数据表显示了 I+、I-、ID+和 ID-的泄漏图、但我在数据表中找不到说明测量条件的任何内容。 在关断情况下、使用 VDD 上的漏极和 Vd 在 VSS 上进行的是+测量的泄漏电流(反之亦然、对于 ID+/-)? 在导通泄漏的情况下、Vs = Vd = VDD / VSS 分别是在哪里? 漏电 ID 在此应用中最重要、图中显示 ID (on)+远小于 ID (on)-因此我假设我需要设置与前者类似的条件。

2) 2)我假设保护二极管是一个重要的泄漏源、因此我可以选择设置相对于漏极电压的电源轨-是否存在最佳关系? 例如、 将漏极电压居中置于电源轨之间的中间位置、以便顶部和底部保护二极管看到相等的电压? 测得的通道的源电压大约为0V、而其他通道的源电压大约为10V。

3) 3)通过添加第二个 MUXD04、我可以将开路开关的源极电压钳位到第一个多路复用器的漏极电压的自举副本、以便所有源极电压都相同、从而最大限度地降低关断开关的源极-漏极泄漏电流。 它还允许将多路复用器电源电压设置为最小值(10V)。

连接到测量通道源极的额外开关的关断泄漏会增加误差、但 a)源极关断泄漏明显小于漏极导通漏极、b)上面的选项2可能更有效、 因为所有源都看到与漏极相同的电压?

4) 4)我是否应该考虑更好/更合适的器件?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Tony、

    1、关断泄漏测试设置如下所示:

    导通泄漏电流:

    对于您有关 ID (on)+与 ID (on)的具体问题-  如果您查看泄漏测量设置、则仅连接了 VD -但数据表中的测量条件指定了一个+VD 和-VD 值-其中 ID (on)+具有 VD =+VD (数据表中指定的任何内容) ID (on)-具有 VD =-VD。 但是、我要说、输入电压是总泄漏的一小部分、因为它主要取决于温度(典型输入电压对泄漏具有多项式影响(典型的线性、但可能更高阶)、而温度依赖性是指数性的。 根据数据表上的图形、在40C 时、ID (on)+最有可能出现更少的泄漏、因为在数据表中的两个图形中、ID (on)-在该点开始呈下降趋势。

    2.正确-保护二极管是泄漏的主要来源。 至于进入电源轨以确保更少泄漏的一个好点-由于温度依赖性、很难诚实地说-但是、如果您查看下面的一个简单模型、您可以看到影响泄漏的是什么 (泄漏时)

    为了帮助简化这一过程、请使用以下公式

    所有二极管电流均可通过以下公式得出:ID = I_sat *(e^(Vd/(n*VT))-1)(电击公式)。

    假设所有二极管相同-(假设 VT、I_sat 和 n 在所有4个二极管中都是恒定的-所有二极管上的 Vd 都不同)

    t = VT * n

    K = I_SAT

    A = VDD - Vin

    b = Vin - VSS

    C = VDD - Vout

    D = Vout - VSS

    ID1 = k *(e^(a/t)- 1)

    ID2 = k *(e^(b/t) - 1)

    ID3 = k *(e^(c/t)- 1)

    ID4 = k *(e^(d/t)- 1)

    ISW = 100uA + ID2 - ID1

    VOUT = VIN - ISW * Ron

    因此、最好尝试通过使 ID1 = ID2和 ID3 = ID4来消除泄漏

    设置 ID1 = ID2

    k *(e^(a/t)- 1)= k *(e^(b/t) - 1)->这可简化为 a = b、这意味着理想情况下 VDD - Vin = Vin - VSS -> Vin = (VDD + VSS)/2、理论上这将消除一些泄漏、但由于 电压降、输出端会有一些泄漏-但这不应是很大的差异。 也就是说、实际器件在二极管理想因子的饱和电流方面可能存在非常小的差异、这些微小的差异 可能会导致与该近似值之间存在一些偏差-但本质上很难完全消除 所有泄漏二极管、因为 各组之间存在压降 二极管。  

    3.所以在泄漏方面您是正确的-通过强制所有源极引脚处于相同的电压(应为 VDD 和 VSS 之间的一半以获得最佳结果)、漏极泄漏电流会更大、因为绝对最坏情况在-40C 至85C 范围内 (您位于低端、因此极不可能达到如此高的水平) 与 导通泄漏的+/-500pA 相比、为+/-150pA -因此、如果有两个多路复用器、您可以看到最坏的+/-300pA 情况、该情况仍然低于漏极导通电流最大值 但我想强调的是、这是最糟糕的条件、由于您不接近85°C、因此您应该获得更好的性能。

    但是、需要注意的一点是、如果您在差分信号应用中使用此器件、则泄漏电流会更低-我假设它的单端数字是您查看的数字、但如果它是差分的、请告知我。  

    4.在您正在查看的电压范围内-我认为这是中压和/或双电源 、而不是是是您正在寻找最佳的解决方案、因为我们在此产品系列中升级的器件具有稍高的泄漏电流、所以我认为您正在考虑 正确的部件。

    如果您有任何其他问题、请告诉我!

    最棒的

    Parker Dodson

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Parker、

    感谢您提供的全面且乐于助人的回应。 我错过了数据表中的 ID (ON)+/-条件、因为我在表中查找这些特定术语;我认为 D/S 中没有像它那样清楚地阐明、尽管注(1)(我忽略了它)确实提供了线索。 不管怎样、对于 IS (OFF)和 ID (OFF)、D/S 的适用电压为+/-10V (由+/-15V 电源供电时)、而对于12V 单电源供电时、D/ S 的适用电压为1V 和10V。

    我必须通过确保最佳运行条件来试验以了解如何实现低泄漏、但我有理由希望我可以根据您所说的值达到 D/S 典型值、而无需在测试中进行大量(昂贵)的选择!