近年来，开关产品纷纷进入pc、服务器、笔记本电脑和底座应用等领域，令许多芯片供应商推出各式总线开关产品。总线开关能够在板卡或器件插拔期间方便地隔离总线电容，通过隔离对数据 (高速缓存和内存) 进行多路复用/分解操作或进行电压变换。典型的总线开关设计为一个单独的nmos器件，其缺点是：随着源电压接近vcc，栅极的源-漏区被夹断，会限制电流的驱动能力和输出电压。
近几年来，开关功能已成为视频、图形及音频传输或处理领域的重要组成部分。为此，除了简单的ron和rflat特性外，对于开关的串扰、thd(总谐波失真)、衰减以及带宽等特性的要求显著提高。这使得业界转用模拟开关的系列产品。
随着手机和其他超便携产品进入主流产品行列，要求加入更多功能，如图像、电子邮件、短信以及互联网接入，这需要对多重数据通路进行控制。而高集成度基带处理器、多处理器结构、定制asic和功率管理芯片组也已集成在产品中，迫使电源电压降低，因而需要模拟开关在整个电源电压范围内工作，同时要求开关的关键特性，如ron (平坦度)、串扰、带宽和thd等衰减最少。现在的开关发展趋势是低ron值 (小于1w)，并在不同电压下保持适合的低i/o电容、低衰减和良好平坦度。
面对超便携应用，工程师在设计选择模拟开关时必须了解多项关键参数，如ron、串扰、thd、带宽、电荷注入和插入损耗。

图1 传输门电路的复合ron

图2 带宽测试原理图

图3 串扰和关断隔离测试原理图

图4 开关应用和thd

图5 thd测试原理图

图6 电荷注入的测试原理图

图7 使用sp3t fsa3357模拟开关的典型usb应用

导通电阻和平坦度
模拟开关由一个传输门电路 (pmos与nmos并联) 构成，为了得到等效 (匹配) 的ron，pmos大小需近似为nmos的两倍。这也意味着电容失配的存在，从而影响电荷注入特性。传输门电路的复合ron特性曲线如图1所示。
直觉上可能会认为ron愈低的器件愈好，但必须考虑特定应用的信号摆幅、适用电源、源/灌电流要求、成本和封装目标等因素。产品数据表中的导通电阻是在给定负载电流和特定vcc和vin条件下的数值。在晶体管级，ron是器件长度 (l)、器件宽度 (w)、电子和空穴迁移率(mn, mp)、氧化层电容 (cox)、阈值电压 (vt) 和信号电压 (vgs) 的函数。最佳状况是使mos器件与导通电阻相匹配，即是使ron位于信号电压的中点。
ron p=l/(mp * cox *w (vgs - vt ))
ron n=l/(mn * cox *w (vgs - vt))
假设mp、mn、vt和cox不变，因为在低电压环境下vgs降低，所以，为了维持或减小ron就必须加大沟道宽度，从而引起器件周长和电容的增大。在设计晶体管时必须创新，有效地增加栅极面积，以减小通道电阻，但同时使周长的增加降至最小。通过将ron降低至1w以下，就可以不必通过放大器而直接驱动扬声器 (从32w变为8w)。这也意味着目前产品数据表中一般显示100ma以上的电流吸收能力，可以满足扬声器的功率转换性能要求。
导通电阻平坦度 (rflat) 是指vin从0v到vcc(或从v-到v+) 变化时ron的变化，或是ron在波峰和波谷之间的差值，如图1所示。如果rflat太大，意味着 pmos/nmos不匹配，复合ron曲线会引起音频信号随输入信号变化的可变衰减和失真。因此，在选择模拟开关时工艺技术和特征尺寸非常重要。

带宽
带宽指标需要与串扰和关断隔离统一考虑。几百兆赫兹的带宽 (3db) 非常普遍，但是由于串扰和关断隔离以20 db/decade的幅度衰减，因此在高频时它们将成为主要的影响因素。一般来说，带宽在1mhz的测试频率下测定，并是负载电容的函数。带宽的测试原理图如图2所示。

串扰和关断隔离
在视频应用中使用模拟开关时，须知道在1mhz下隔离度为70db的开关在100mhz下隔离度仅有30db。同样地，在1mhz下串扰为-90db的开关在100mhz下串扰仅为 -50db。串扰和关断隔离是量度“噪声”在特定频率下从开关通道串扰至未用(或关断)通道的指标。串扰是指一个模拟输入通道与另一个通道之间的交叉耦合，有邻近通道和非邻近通道两种耦合形式。关断隔离是失效通道从输入到输出的耦合。这些参数均以db定义为：
20 log10 (vout / vin )
一般采用增益 (vout / vin )来表示，但某些产品数据表可能将它表示为相对于vin的衰减。串扰和关断隔离以20 db/decade的幅度衰减。测试原理如图3所示。

插入损耗
插入损耗是由输入信号到输出信号的衰减，是负载和系统环境的函数。因此，它