Mikä on analoginen kytkin?

Analoginen kytkin, jota joskus kutsutaan myös kahdenväliseksi kytkimeksi tai lähetysportiksi, on elektroninen laite, joka kulkee selektiivisesti tai estää signaalin tason tulosta lähtöön. Puolijohde puolijohdekomponentti, joka koostuu nMOS-transistorista ja pMOS-transistorista. Sen ohjausportit on konfiguroitu siten, että molemmat transistorit kytketään päälle tai pois. Yleisiä analogisia kytkinsovelluksia ovat instrumentointi, prosessinohjaus, tiedonkeruu, viestintäjärjestelmät ja videojärjestelmät.

Analogista kytkintä käytetään myös yleisesti rakennuspalikkana logiikkapiireille, kuten D Flip-Flop tai D Latch. Se toimii itsenäisenä piirinä, ja sillä on kyky eristää yksi tai useampi komponentti jännitesignaaleista poiston tai kuuman lisäyksen aikana. Kun sitä käytetään suojaussovelluksissa, se voi valikoivasti estää arkaluonteisten signaalien tai tietojen lähettämisen ilman laitteiston kelvollista lupaa.

Ihanteellisen analogikytkimen vastus on ääretön, kun se on pois päältä, ja nolla vastus, kun se on päällä. Siinä on myös virheettömät lineaariset volt-ampeeriominaisuudet lähetettäessä analogisia signaaleja. Totuus on kuitenkin, että useimmat analogiset kytkimet eivät ole ihanteellisia. Tämä voi olla totta, koska ne ovat pohjimmiltaan puolijohdekomponentteja ja niillä on taipumus olla nollasta poikkeava vastus päällä ollessaan, rajallinen vastus pois päältä ja epälineaariset volt-ampeeriominaisuudet.

Mekaanisen kytkimen tapaan analoginen kytkin on monessa muodossa, joka riippuu suurelta osin heittojen ja napojen määrästä. Vaikka usein käytetään kuvaamaan mekaanista kytkintä, yksinapainen yhden heiton (SPST) ja yksinapaisen kaksoisheiton (SPDT) ovat yleisimpiä näistä kytkimistä. Yksi integroitu piiri (IC) voi sisältää myös useita analogikytkimiä, joista jokainen vastaa tiettyä analogista kanavaa.

Analogisen kytkimen portti voidaan muodostaa useilla piirikonfiguraatioilla. Jotkut näistä kokoonpanoista ovat hyvin yksinkertaisia ​​ja koostuvat usein lukuisista vastuksista ja yhdestä diodista. Useimmat kaupalliset kytkimet käyttävät kuitenkin kenttävaikutransistoreita (FET), erittäin kehittyneitä kaksisuuntaisia ​​transistoreita tai molempien yhdistelmää helpottaakseen analogisten signaalien kulkua tai estämistä. FET -laitteita käytetään useammin analogisissa kytkimissä niiden alhaisen suljetun vastuksen ja korkean avoimen vastuksen vuoksi.

Analoginen kytkin toimii paljon kuin rele. Suurin ero on siinä, että siinä ei ole liikkuvia osia eikä se eristä analogista signaalia ja ohjaussignaalia. Tästä syystä sitä ei suositella käytettäväksi suurjännitepiireissä, joissa tarvitaan sähköistä eristämistä. On myös tärkeää huomata, että koska tulon ja lähdön välillä on pieni virta, analogisen kytkimen läpi kulkeva maksimivirta on yleensä pienempi kuin keskirele.