ON Semiconductor MC14053BDG 模拟多路复用器/分离器中文资料

一、概述

ON Semiconductor（安森美）的MC14053BDG是一款高性能的模拟多路复用器/分离器，属于其4000系列CMOS逻辑器件家族。该芯片以数字方式控制模拟信号的开关，实现了多路信号的灵活选择和分配。MC14053BDG通过其低导通阻抗和极低的关断漏电流，提供了在整个电源电压范围内的稳定信号控制。本文将详细介绍MC14053BDG的型号类型、工作原理、特点、应用以及关键参数。

　　厂商名称：onsemi

　　元件分类：模拟多路复用器/分离器

　　中文描述： 芯片，2:1模拟多路复用器/解复用器，三路，1.05kR，3V至18V，SOIC-16

　　英文描述： Multiplexer Switch ICs 3-18V Triple SPDT Sw-55 to 125 deg C

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　　MC14053BDG概述

　　MC14053BDG是一个模拟复用器/数字控制的模拟开关。该器件有效地实现了一个三重SPDT。该器件具有低导通阻抗和极低的关断漏电流。可以实现在整个电源电压范围内对模拟信号的控制。

　　控制输入上有三重二极管保护

　　开关功能是先断后通

　　引脚对引脚替换CD4053

　　线性化的传输特性

　　12nV/√Cycle，f>=1.0kHz（典型）低噪音

　　应用

　　信号处理

　　MC14053BDG中文参数

　　制造商:onsemi

　　产品种类:多路复用开关IC

　　系列:MC14053B

　　产品:Multiplexers/Demultiplexers

　　安装风格:SMD/SMT

　　封装/箱体:SOIC-16

　　通道数量:2 Channel

　　配置:3 x 2:1

　　电源电压-最小:3 V

　　电源电压-最大:18 V

　　最小双重电源电压:-

　　最大双重电源电压:-

　　导通电阻—最大值:1.05 kOhms

　　运行时间—最大值:550 ns

　　空闲时间—最大值:550 ns

　　最小工作温度:-55 C

　　最大工作温度:+125 C

　　封装:Tube

　　带宽:17 MHz

　　高度:1.5 mm

　　长度:10 mm

　　工作电源电压:3 V to 18 V

　　Pd-功率耗散:500 mW(1/2 W)

　　MC14053BDG引脚图

二、型号类型

MC14053BDG是ON Semiconductor生产的一款三路SPDT（单刀双掷）模拟多路复用器/分离器。在ON Semiconductor的产品线中，MC1405x系列还包括了其他多种型号的多路复用器和开关，如MC14051B（SP8T固态开关）、MC14052B（DP4T双刀四掷开关）等。这些产品共同构成了安森美在模拟开关和多路复用器领域的丰富产品线。

三、工作原理

MC14053BDG作为一个三路SPDT模拟多路复用器，其工作原理基于CMOS技术，通过数字控制信号选择三个输入通道中的一个，并将其连接到唯一的输出通道。这种开关机制允许在多个模拟信号源之间快速切换，实现信号的灵活分配和处理。

具体来说，MC14053BDG内部集成了三个独立的SPDT开关，每个开关都包含两个输入引脚（A和B）和一个输出引脚（Y）。通过控制引脚（通常是S0、S1等）的电平状态，可以选择将哪个输入引脚（A或B）连接到输出引脚Y。控制信号通常为逻辑电平信号，通过改变这些信号的状态，可以动态地切换开关的导通路径。

四、特点

1. 低功耗与高集成度：MC14053BDG采用CMOS技术，具有低功耗、高集成度和高稳定性的优点。这使得它非常适合用于现代电子设备中，特别是在对功耗和体积有严格要求的应用场景。

2. 低导通阻抗与低关断漏电流：该芯片具有极低的导通阻抗和关断漏电流，确保了信号在开关过程中的低失真和高保真度。这一特点对于需要高精度信号处理的应用尤为重要。

3. 宽电源电压范围：MC14053BDG支持从3V到18V的宽电源电压范围，使其能够适应多种不同的电源环境，提高了产品的通用性和灵活性。

4. 多通道模拟信号开关功能：内部集成的三个SPDT开关支持多通道间的数据选择和开关控制，便于实现复杂的信号处理功能。

5. 高可靠性和稳定性：通过采用先进的CMOS工艺和严格的质量控制流程，MC14053BDG确保了产品的高可靠性和长期稳定性。

五、应用

MC14053BDG广泛应用于各种需要模拟信号选择和多路复用的场合。以下是一些典型的应用领域：

1. 数据选择和多路复用：在数据采集系统中，MC14053BDG可用于从多个传感器或信号源中选择并复用信号，实现数据的集中处理和传输。

2. 时序控制和时钟分配：在数字电路设计中，该芯片可用于控制时序信号的分配和切换，实现精确的时钟管理。

3. 传感器信号处理：在传感器网络中，MC14053BDG可以作为信号选择器，对来自不同传感器的信号进行选择和预处理。

4. 电子开关和模拟开关：在需要灵活控制信号通路的场合，如音频和视频信号处理、自动化控制等领域，MC14053BDG可以作为电子开关或模拟开关使用。

5. 通信系统和计算机外围设备：在通信系统中，该芯片可用于信号路由和切换；在计算机外围设备中，则可用于实现信号的选择和分配。

六、关键参数

1. 制造商与产品型号：

• 制造商：ON Semiconductor

• 产品型号：MC14053BDG

2. 封装与尺寸：

• 封装类型：SOIC-16（表面贴装型）

• 外形尺寸：长10mm，宽4mm，高1.5mm

3. 电源电压：

• 最小电源电压：3V

• 最大电源电压：18V

4. 导通电阻：

• 最大值：280欧姆（导通电阻是MC14053BDG性能的关键指标之一，其最大值在不同资料中有所差异，范围从低至280欧姆到高达1.05千欧姆不等。这种差异可能源于生产批次、工艺改进或具体测试条件的不同。）

5. 关断漏电流：

• 最大值：通常在纳安（nA）级别，具体数值取决于电源电压和温度条件。极低的关断漏电流确保了当开关处于关闭状态时，信号路径上的泄漏几乎可以忽略不计，这对于保持信号完整性和避免不必要的功耗至关重要。

6. 输入/输出电压范围：

• 输入电压范围通常与电源电压相同，即3V至18V，具体取决于电源供电情况。

• 输出电压范围则受限于所选通道输入信号的电压水平，但应保证不超过电源电压的最大值。

7. 开关速度：

• 切换时间：通常非常快，但具体数值取决于控制信号的上升/下降时间以及芯片内部电路的响应时间。在高频应用中，快速的开关速度有助于减少信号失真和保持信号质量。

8. 工作温度范围：

• 商业级：-40°C至+85°C

• 工业级（如果有）：可能提供更宽的温度范围，如-55°C至+125°C，但MC14053BDG通常归类为商业级产品。

9. 逻辑电平兼容性：

• 标准的CMOS逻辑电平兼容，意味着它可以直接与大多数数字逻辑电路接口，如微控制器、FPGA、ASIC等。

10. 静态功耗：

• 在所有开关均关闭且控制信号稳定时，MC14053BDG的静态功耗非常低，有助于延长电池寿命（在便携式应用中）和减少系统总功耗。

11. 封装引脚配置：

• SOIC-16封装提供了足够的引脚来连接所有三个输入通道、一个输出通道、控制引脚以及电源和地。引脚的具体配置和编号应参考数据手册中的引脚图。

12. 电气隔离：

• 虽然MC14053BDG本身不提供电气隔离，但在设计系统时，可以通过外部元件（如光耦、变压器等）来实现必要的电气隔离，以防止信号间的干扰和地电位差引起的问题。

13. 保护特性：

• 部分版本的MC14053或其系列产品可能包含过压保护、过流保护等特性，以防止因外部条件（如静电放电、电压浪涌等）对芯片造成损害。然而，具体是否包含这些保护特性，以及它们的详细参数，需要查阅具体的数据手册。

七、设计注意事项

1. 电源去耦：

• 在电源引脚附近添加适当的去耦电容，以减少电源噪声对芯片性能的影响。

2. 控制信号稳定性：

• 确保控制信号的稳定性和准确性，避免信号抖动或噪声对开关状态的影响。

3. 信号完整性：

• 在设计信号路径时，考虑信号的完整性要求，包括阻抗匹配、信号衰减、反射等因素。

4. 散热：

• 在高功耗或高温环境下，注意芯片的散热问题，避免过热导致性能下降或损坏。

5. 布局与布线：

• 在PCB布局和布线时，遵循最佳实践，如避免长距离平行布线、减少信号交叉等，以减少信号间的干扰。

6. 兼容性测试：

• 在将MC14053BDG集成到系统中之前，进行充分的兼容性测试，以确保其与系统中的其他元件能够正常工作。

八、总结

ON Semiconductor的MC14053BDG是一款功能强大的三路SPDT模拟多路复用器/分离器，具有低功耗、低导通阻抗、低关断漏电流和宽电源电压范围等优点。它广泛应用于数据选择、时序控制、传感器信号处理、电子开关和通信系统等领域。通过深入理解其工作原理、特点、应用和关键参数，设计者可以更好地利用这款芯片，实现高效、可靠的信号处理功能。在设计过程中，注意遵循相关的设计注意事项，以确保系统的稳定性和可靠性。