什么是传输门（模拟开关）

本应用笔记描述了输电门的用途和基本操作。本文解释了如何使用传输门快速隔离多个信号，同时对电路板面积的投资最少，并且这些关键信号的特性下降可以忽略不计。DS3690是示例器件。

基本操作

传输门或模拟开关被定义为一种电子元件，它将选择性地阻止或传递从输入到输出的信号电平。该固态开关由pMOS晶体管和nMOS晶体管组成。控制栅极以互补方式偏置，因此两个晶体管要么打开，要么关闭。

当节点A上的电压为逻辑1时，互补逻辑0施加于节点/A，允许两个晶体管在IN到OUT处传导和传递信号。当节点/A上的电压为逻辑0时，互补逻辑1施加到节点A，关闭两个晶体管，并在IN和OUT节点上强制高阻抗条件。这种高阻抗条件代表DS3690通道可能反映下游的第三种“状态”（高、低或高阻态）。

原理图（图1）包括IN和OUT的任意标签，因为如果这些标签被反转，电路将以相同的方式工作。这种设计提供了真正的双向连接，而不会降低输入信号。

图1.传输门的示意图。

传输门的公共电路符号描述了电路操作的双向性质（图 2）。

图2.电路符号。

传输门的用途是什么？

传输门通常用作逻辑电路的构建模块，例如D锁存器或D触发器。作为独立电路，传输门可以在热插入或拔出期间将一个或多个组件与实时信号隔离。在安全应用中，它们可以有选择地阻止关键信号或数据在未经适当硬件控制授权的情况下传输。

图3中的连接方案设计用于隔离微处理器和存储器组件之间的I/O总线，以防存储器被移除。SRAM以物理方式安装在可移动存储卡上;DS3690传输门用于隔离通过连接器路由的各种信号。

图3.DS3690典型应用电路

SRAM的接地连接通过连接器反馈，以下拉DS3690芯片使能（/CE）引脚。此操作在安装存储卡时启用传输门。

DS3690有什么独特之处？

大量独立通道可减少元件数量

DS3690具有26个独立通道，具有当今市场上最高的总线宽度。大多数商用传输门配置为容纳 2、4 或 8 个离散信号。以图3为例，该SRAM要求在移除卡时隔离25个离散信号。使用传统的8位传输门，设计人员必须放置四个独立的元件来隔离该SRAM，从而显著增加最终元件数量和专用PC板面积。

小封装节省电路板空间

DS3690采用5mm x 11mm TQFN封装，整个总线隔离工作只需要55mm²的印刷电路板面积。如果设计人员选择了 8 位传输门，那么最激进的封装是每个占用 51.5mm² 的 SSOP。考虑到最小的信号路由余量，四个8位元件的占用空间将远远超过200mm²，以实现与单个DS3690相同的功能。

高效的信号路由，实现更好的性能

多个8位元件所需的额外电路板面积也使PC板布局工作复杂化：不同的走线长度可能导致关键时序事件上的不同信号偏斜。此外，所选的四个8位元件可能没有相同的传播延迟，从而进一步加剧了最终系统的工作裕量。DS3690的26个并行数据通道（图4）导致通道间纠偏不超过1ns。

使用TQFN封装，所有信号都可以方便地在总线的物理方向上路由。最后，为了方便和应用灵活性，设计人员决定将信号分配到DS3690的26个通道之一。

图4.建议的信号路由。

为应用程序增加安全性

在某些基于安全性的应用中，无引线TQFN封装增加了外部探测的另一层物理安全性，因为没有裸露的引脚可供接触。

结论

DS3690发送门可用于快速隔离多个信号，只需在电路板面积上投资极少，且关键信号特性的下降可以忽略不计。

审核编辑：郭婷