模擬開關可用于眾多的應用系統中，包括手機、 之類的便攜式手持設備以及計算機、顯示器之類的消費電子設備。無論應用中涉及的是音頻、視頻、還是控制信號，系統設計人員經常都會碰到這樣的情況：開關在未加電前其輸入就已經出現非零信號。在輸入信號過壓的情況下，采用標準設計技術的模擬開關很容易在輸入端上形成意外的假信號（缺乏斷電信號隔離措施）和造成漏電流超標。由于開關在未加電時缺乏信號隔離措施，這種假信號會漏過開關，從而擾亂系統的數據采集或處理。而電流泄漏則是個更嚴重的問題，會導致設備失效和產品返修。為此，飛兆半導體為其最新的模擬開關產品開發了專門的斷電保護 電路，使模擬開關不但能夠承受過壓，而且能確保在斷電時保證信號隔離。本文會闡述出現這類過壓的一些常見應用情形，并詳細討論標準的模擬開關如何響應這個事件。最后，本文還將從數據信號通道和可靠性的角度，探討這種斷電保護功能如何克服這些設計挑戰和實現系統保護。斷電保護功能的一個示例在數種常見的情形下，都要求模擬開關在未加電時提供信號隔離功能。其中之一是系統的上電時序，除此之外，其它的應用情形如進行熱插拔和瞬時信號阻斷操作，以及系統出現故障時，也都需要斷電保護。在系統上電時，一些系統功能必須比另一些先上電，這通常是因為要滿足不同的電壓要求，故需多條內部電源走線來實現。一般來說，要取得最好的開關性能，模擬開關應該用電平最高的電源走線。這就意味著使用較低的部件如系統處理器會比旁邊那些使用較高電壓的模擬芯片先完成上電。舉例說，如果用模擬開關作控制數據選擇路由，且通用輸入輸出控制器比模擬開關先完成上電，那么該控制器就會在開關完成上電前向其輸入送出一個信號。而模擬開關必須完成上電，才能確保按照控制輸入進入正確的功能狀態。對于標準的模擬開關來說，在加電未完成前，它不一定能正確處理輸入端出現的正電平數據信號。系統設計人員通常都會意識到這種上電時序失配，并指望模擬開關此時能將輸入與輸出隔離。除非模擬開關設計了專門的電路來保障上電前的這種信號隔離，否則將會有信號漏過開關。漏過開關的信號會導致錯誤的邏輯狀態，使得系統啟動程序出錯。漏過開關的信號甚至會同時出現在單刀雙擲開關的兩個輸出引腳上，而不論輸出有效引腳和選中引腳處于什么狀態。VCCflootingorweak0ulldownPositrveInputSignal(Vsw)ParasiticPMOSVCCflootingorweak0ulldownPositrveInputSignal(Vsw)ParasiticPMOS/SourceBulkDiode當 引腳浮接或其電位幾乎沒被拉低時，開關輸入信號 有可能給開關內部電路加電，從而使該信號漏過開關。圖就是這種情況的示例，圖中節點電平為 0由于該內部節點被加電，開關將導通，讓輸入信號通過。在這種情況下，本來沒被選中的輸出上也可能出現正電壓信號。在使用模擬開關來抵御瞬態噪音或實現故障保護的應用中，開關常常放置在系統的外圍，以便將內部元件與外界隔離。在用于故障保護的應用中，也期望開關能抵御長時間（數毫秒）的故障。當正電平輸入電壓持續時，如在發生故障或上電時序錯誤的情況下，這種電壓也可能給模擬開關造成不可逆轉的損壞。這種損壞源于從開關輸入端流向開關 引腳的過量電流。這個電流通道是開關與生俱來的寄生 體效應二極管的結果，該二極管在輸入電壓大于時就象一個正向偏置二極管。要導通這個二極管的確需要一個最小正向電壓，一般認為在 左右。這個有效二極管允許額外的電流經芯片流到 引腳。輸入引腳的電壓越高，電流就越大。電壓與電流呈指數關系，且很容易用理想二極管的電壓電流曲線表示出來。這樣，芯片的最大電流很快便會被超過。一旦某一部件因過壓而損壞，該部件通常會使過量漏電持續，即使在輸入恢復正常狀態后，也可能無法正常工作。圖示出了數據輸入引腳和前述 間的漏電流路徑。徑。采用具有斷電保護功能的開關實現穩健的系統設計具有斷電保護功能的開關備有專門設計的電路，可防止意外的信號泄漏及保障過壓情況下的系統可靠性。當時，開關將把輸入信號與輸出隔離開，而不論輸出有效引腳或選通引腳處于什么狀態；這樣就可防止意外信號漏過開關。保護電路還可阻止電流從信號引腳到電源引腳的泄漏。當無電源供應時，開關輸入端呈高阻態，因此能阻止寄生體效應二極管處于正向偏置。需要注意的是，除特殊情況外，斷電保護通常只加在開關其中一端，而不必在兩側都加保護。在第一代具有斷電保護功能的開關上，保護是加在通用引腳上，因為其所在端口最容易出現過壓。這意味著系統設計人員必需要仔細閱讀技術說明，保證能正確配置開關，以實現所需的保護功能。系統設計人員很可能希望知道，具有斷電保護功能的開關在上電完成后輸入信號仍然高于的系統中的操作。例如，如果開關的電壓 ，而 6在這種情況下，具有斷電保護功能的開關并不會保護過量的電流泄漏至，因而一定要保證不會出現數據表中的最大額定值。在典型的開關中， 比高 是可以接受的，但高于此值的電壓就可能導致可靠性失效，因此應當避免。在前述例子中， 電源應當提升到等于開關輸入信號的最大值；若無法實現， 也應當在 的 以內。單刀雙擲 開關將確保未選中的輸出上不會出現圖1所示的任何信號泄漏。，另一方面，選中的輸出仍然能通過完整的輸入信號。因此，如果在剛才所述的例子中，將 提高到3的輸入 將通過被選中的輸出。未來的具有斷電保護功能的開關將進一步增加這個范圍，容許開關輸入信號幅度超過，甚至獨立于 電源的最高水平。與此同時，已經有簡單的方案能解決這個問題。在開關 引腳和電源走線間串聯一個10歐0姆的電阻就可防止在過壓情況下上電帶來的損害。在發生過壓時，這個串聯進來的 歐姆電阻能將回流到 線的電流限制在安全的范圍內。最后，應當注意的是，就最大過壓而言，數據表中的極限值無論在部件上電或斷電時都是有效的。結語系統設計人員經常要面對諸如順序上電、熱插拔或系統故障等應用情形。在這些情形下，若系統采用標準模擬開關，其數據信號流甚至功能可靠性都可能受到影響。為了確保系統性能的穩健，飛兆半導體許多最新的模擬