Kas ir analogais slēdzis?

Dažkārt saukts arī par divpusēju slēdzi vai pārraides vārtiem, analogais slēdzis ir elektroniska ierīce, kas selektīvi šķērso vai bloķē signāla līmeni no ieejas līdz izejai. Cietvielu pusvadītāju komponents, to apdraud nMOS tranzistors un pMOS tranzistors. Tā vadības vārti ir konfigurēti tā, lai abi tranzistori būtu vai nu ieslēgti, vai izslēgti. Parastās analogo slēdžu lietojumprogrammas ietver instrumentus, procesu kontroli, datu ieguvi, sakaru sistēmas un video sistēmas.

Analogais slēdzis parasti tiek izmantots arī kā loģisko shēmu, piemēram, D Flip-Flop vai D Latch, veidošanas bloks. Darbojoties kā atsevišķa ķēde, tai ir iespēja izolēt vienu vai vairākus komponentus no dzīvajiem signāliem noņemšanas vai karstas ievietošanas laikā. Lietojot drošības lietojumprogrammās, tas var selektīvi novērst sensitīvu signālu vai datu pārsūtīšanu bez derīgas aparatūras atļaujas.

Ideālajam analogajam slēdzim ir bezgalīga pretestība, kad tas ir izslēgts, un nulles pretestība, kad tas ir ieslēgts. Tam ir arī nevainojami lineāri, voltu ampēru raksturlielumi, pārraidot analogos signālus. Tomēr patiesība ir tāda, ka lielākā daļa analogo slēdžu nav ideāli. Tas var būt taisnība, jo tie būtībā ir cietvielu pusvadītāju komponenti, un tiem ir tendence uzrādīt nulles pretestību, kad tie ir ieslēgti, ierobežotu pretestību, kad tie ir izslēgti, un nelineārus, voltu ampēru raksturlielumus.

Līdzīgi kā mehāniskajam slēdzim, analogais slēdzis ir pieejams dažādos veidos, kas lielā mērā ir atkarīgs no metienu un stabu skaita. Lai gan bieži izmanto, lai aprakstītu mehānisko slēdžu, viena pola viena slēdža (SPST) un viena pola divkāršā metiena (SPDT) slēdži ir visizplatītākie no šiem slēdžiem. Viena integrētā shēma (IC) var saturēt arī vairākus analogos slēdžus, no kuriem katrs atbilst noteiktam analogajam kanālam.

Analogā slēdža vārti var tikt veidoti, izmantojot vairākas ķēdes konfigurācijas. Dažas no šīm konfigurācijām ir ļoti vienkāršas un bieži vien sastāv no daudziem rezistoriem un vienas diodes. Tomēr lielākajā daļā komerciālo slēdžu tiek izmantoti lauka efekta tranzistori (FET), augsti attīstīti bipolāri tranzistori vai abu kombinācija, lai atvieglotu analogo signālu pāreju vai bloķēšanu. FET tiek izmantoti analogajos slēdžos biežāk, jo tiem ir zema slēgtā pretestība un augsta atvērtā pretestība.

Analogais slēdzis darbojas līdzīgi kā relejs. Galvenā atšķirība ir tā, ka tam nav kustīgu daļu, un tas nenodrošina izolāciju starp analogo signālu un vadības signālu. Šī iemesla dēļ to nav ieteicams izmantot augstsprieguma ķēdēs, kur nepieciešama elektriskā izolācija. Ir arī svarīgi atzīmēt, ka, tā kā starp ieeju un izeju ir zems strāvas ceļš, maksimālā strāva, kas var plūst caur analogo slēdzi, parasti ir mazāka par vidējo releju.