Resistencia del transistor para conmutar señales analógicas

Para obtener un rendimiento de 16 bits, debe usar un interruptor analógico de alta calidad, como un ADG511, y que amortiguen la salida del multiplexor con un amplificador operacional de precisión que tiene una corriente de polarización baja (y voltaje de compensación). , y alta ganancia en bucle abierto). El interruptor analógico incluye interruptores de baja fuga, bajos Rds (on) y cambio de nivel desde la lógica.

En la Edad Oscura, a veces se hacía para usar transistores bipolares con corrientes controladas en las bases para cambiar las señales analógicas de precisión (los transistores simétricos tienen Vce muy bajo (encendido) en las condiciones adecuadas) pero no desea Haz eso. Ver, por ejemplo, este 1961 (!) Referencia , si estás interesado en el diseño del circuito paleolítico.

Debería usar un interruptor analógico CMOS si está preocupado por la precisión. Los transistores NPN y PNP son dispositivos controlados por corriente, por lo que deberá lidiar con la corriente de polarización en la entrada ADC. El transistor también tendrá una caída de voltaje relativamente significativa (1.4V). Los transistores MOSFET no tienen este problema, pero necesitará tanto un PMOS como un NMOS para pasar una señal de rango completo. Y necesitará un inversor para que ambos MOSFETS se controlen desde la misma entrada lógica. Los chips de conmutación CMOS tienen todo esto integrado; todo lo que necesita hacer es suministrar energía, las señales de control del interruptor y las señales analógicas reales.

También debe considerar la impedancia de entrada ADC. Si está intentando muestrear muy rápidamente, puede ser recomendable agregar un amplificador de búfer De lo contrario, un capacitor en la entrada ADC ayudaría a mejorar la precisión. Los ADC generalmente tienen una entrada de capacitor conmutado y esto puede causar un poco de caída cuando el capacitor de muestreo de entrada está cargado. Agregar una tapa externa en el pin limitará esto.

Creo que las otras respuestas proporcionan una buena base para empezar. Aquí traeré algunos de los detalles más sutiles.

La primera pregunta es si debo usar una puerta de paso o una puerta de transmisión. Una puerta de paso es un solo transistor y una puerta de transmisión es un par complementario (PMOS y NMOS) controlado con señales complementarias.

En su caso, como otros, sugeriría una puerta de transmisión. Pero señalaré que una puerta de paso se usa a menudo en casos donde se requiere una precisión extrema Y hay suficiente espacio para la cabeza. La razón es bastante simple, una compuerta de transmisión es simplemente dos compuertas de paso complementarias. Una compuerta de paso funcionará desde un riel hasta el otro Vrail - Vth para NMOS y desde el riel superior hasta Vth sobre el suelo para PMOS. Eso significa que para una compuerta de transmisión todo es agradable y dulce, siempre que la señal esté al menos a V de ambos rieles, una compuerta de paso es dulce en un rango más amplio pero tampoco se acerca a los rieles. En algunos ADC de resolución ultra alta, usan compuertas de paso, pero también tienen que correr rieles más altos.

La segunda cosa que debe buscar es la inyección de carga del canal y la capacitancia de superposición. Cuando la señal de control en la compuerta oscile para apagar el transistor (o la T-Gate), su salida aumentará un poco. Y esto puede ser perjudicial para su cadena de señal. Tener dos dispositivos combinados que giren en direcciones complementarias ayudará a minimizar este efecto. A veces tienes que colgar transistores ficticios para complementar esta señal.