19-2046; Rev 0; 4/01 概要 _______________________________ 特長 _______________________________ マキシム社のMAX4659/MAX4660は、大きなスイッチ 電流に対応するように特別に設計された低オン抵抗 25Ω(max)の中電圧CMOSアナログスイッチです。最大 200mAのピーク電流と150mAの連続電流(MAX4660) 及び最大150mAのピーク電流と75mAの連続電流 (MAX4659)というスイッチ能力を持っているため、最小 50Ωの負荷をスイッチングすることができます。リード リレーをこれらのデバイスで置換えると、速度が百万倍 速くなると共に、寿命サイクル数は実質的に無限になり ます。通常消費電力は僅か3mWで、これはスイッチが オンでもオフでも同じです。これらのデバイスは TTL/CMOSコンパチブルで、電源電圧範囲内の任意の 電圧をスイッチングすることができます。 ♦ 連続大電流に対応 150mA(MAX4660) 75mA(MAX4659) これらのデバイスはSPDT(単極/双投)スイッチです。 MAX4659/MAX4660はノーマリクローズ(NC)とノー マリオープン(NO)スイッチを1つずつ持っています。 MAX4659/MAX4660の電源電圧範囲はデュアル電源 動作の場合±4.5V∼±20V、単一電源動作の場合+9V∼ +40Vです。これらのスイッチはV+とV-の間が40V 以内であればどのような電源の組み合わせでも動作し ます。これらのデバイスは双方向に同等に導通し、 レイルトゥレイル ® アナログ信号に対応しています。 オフリーク電流はT A = +25℃において僅か1nAです。 MAX4659は8 ピンµMAX及びS O Pパッケージ、 MAX4660は放熱強化型エクスポーズドパッド付µMAX 及びSOPパッケージで提供されています。 アプリケーション_____________________ リレーの置き換え ♦ 大ピーク電流に対応 200mA(MAX4660) 150mA(MAX4659) ♦ オン抵抗: 25Ω(max)(±15V電源) ♦ VL電源不要 ♦ RON平坦性:1.5Ω(max)(±15V電源) ♦ レイルトゥレイル信号に対応 ♦ +12V単一電源又は ±15Vデュアル電源動作 ♦ DG419、MAX319とピンコンパチブル 型番 _______________________________ PART MAX4659EUA MAX4659ESA MAX4660EUA MAX4660ESA TEMP. RANGE -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C -40°C to +85°C PIN-PACKAGE 8 µMAX 8 SO 8 µMAX EP* 8 SO EP* * Exposed paddle ピン配置 ____________________________ TOP VIEW 試験装置 通信機器 xDSLモデム PBX、PABX機器 オーディオ信号切換え COM 1 8 NO NC 2 7 V- GND 3 6 IN 5 N.C. V+ 4 MAX4659 MAX4660 オーディオ機器 µMAX/SO PCマルチメディア基板 冗長/バックアップ機器 レイルトゥレイルは日本モトローラの登録商標です。 MAX4659/MAX4660 NC NO ON OFF LOGIC 0 1 OFF ON SWITCH SHOWN FOR LOCIC "0" INPUT ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS V+ to GND ..............................................................-0.3V to +44V V- to GND ...............................................................-44V to +0.3V V+ to V-...................................................................-0.3V to +44V All Other Pins to GND (Note 1) ............ (V- - 0.3V) to (V+ + 0.3V) Continuous Current COM, NO, NC (MAX4660)..............±150mA Continuous Current COM, NO, NC (MAX4659)................±75mA Continuous Current IN ......................................................±30mA Peak Current COM, NO, NC MAX4660 (pulsed at 1ms, 10% duty cycle) ..............±200mA MAX4659 (pulsed at 1ms, 10% duty cycle) ..............±150mA Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 8-Pin µMAX-EP (derate 10.3mW/°C above +70°C) MAX4660.....................................................................825mW 8-Pin µMAX (derate 4.50mW/°C above +70°C) MAX4659.....................................................................362mW 8-Pin SO-EP (derate 18.9mW/°C above +70°C) MAX4660...................................................................1509mW 8-Pin SO (derate 5.88mW/°C above +70°C) MAX4659.....................................................................471mW Operating Temperature Ranges MAX4659/MAX4660........................................-40°C to +85°C Junction Temperature ......................................................+150°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C Lead Temperature (soldering, 10s) .................................+300°C Note 1: Signals on NO, NC, COM, or IN exceeding V+ or V- are clamped by internal diodes. Limit forward-diode current to maximum current rating. Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. ELECTRICAL CHARACTERISTICS—Dual Supplies (V+ = +15V, V- = -15V, VIH = 2.4V, VIL = 0.8V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) (Notes 2, 6) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS TA MIN TYP MAX UNITS V+ V ANALOG SWITCH Analog Signal Range VCOM, VNO, VNC V+25°C RON ICOM = 50mA; VNO or VNC = ±10V TMIN to TMAX On-Resistance Matching Between Channels ∆RON ICOM = 50mA; VNO or VNC = ±10V TMIN to TMAX On-Resistance Flatness (Note 3) RFLAT (ON) ICOM = 50mA; VNO or VNC = -5V, 0, +5V TMIN to TMAX NO or NC Off-Leakage Current (Note 4) INO(OFF) or VCOM = -14.5V, +14.5V; VNO INC(OFF) or VNC = +14.5V, -14.5V On-Resistance COM On-Leakage Current (Note 4) ICOM(ON) VCOM = +14.5V, -14.5V; VNO or VNC = +14.5V, -14.5V, or floating 18 25 30 +25°C 0.4 1.2 1.5 +25°C 0.5 1.5 2 +25°C -1 TMIN to TMAX -10 +25°C -2 TMIN to TMAX -20 0.01 1 10 0.02 Ω Ω Ω nA 2 nA 20 DYNAMIC CHARACTERISTICS Transition Time Break-Before-Make Delay 2 tTRANS VNO or VNC = 10V; RL = 300Ω, CL = 35pF; Figure 3 tBBM VNO or VNC = 10V; RL = 300Ω, CL = 35pF, Figure 3 +25°C 85 150 ns TMIN to TMAX 200 +25°C 10 TMIN to TMAX 5 20 _______________________________________________________________________________________ ns 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ (V+ = +15V, V- = -15V, VIH = 2.4V, VIL = 0.8V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) (Notes 2, 6) PARAMETER SYMBOL Charge Injection Q -3dB Bandwidth BW Off-Isolation (Note 5) VISO Total Harmonic Distortion THD Crosstalk VCROSS CONDITIONS VGEN = 0, RGEN = 0, CL = 1nF, Figure 4 TA MIN TYP MAX UNITS +25°C 1.5 pC +25°C 225 MHz f = 1MHz, RL = 50Ω, Figure 5 +25°C -70 dB f = 20Hz to 20kHz, VN_ = 5Vp-p, RL = 600Ω +25°C 0.005 % RL = 50Ω, CL = 5pF, f = 1MHz, Figure 6 +25°C -76 dB NO or NC Off-Capacitance CNO(OFF), CNC(OFF) f = 1MHz, Figure 7 +25°C 6 pF COM On-Capacitance CCOM(ON) f = 1MHz, Figure 8 +25°C 25 pF DIGITAL I/O Input Logic High VIH TMIN to TMAX Input Logic Low VIL TMIN to TMAX Input Leakage Current IIN VIN = 0.8V or 2.4V 2.4 V 0.8 V TMIN to TMAX -1 1 µA TMIN to TMAX ±4.5 ±20 V POWER SUPPLY Power-Supply Range Positive Supply Current Negative Supply Current Ground Current I+ I- IGND VIN = 0 or 5V, VN_ = 3V, ISWITCH = 100mA, MAX4660; ISWITCH = 50mA, MAX4659 VIN = 0 or 5V, VN_ = 3V, ISWITCH = 100mA, MAX4660; ISWITCH = 50mA, MAX4659 VIN = 0 or 5V, VN_ = 3V, ISWITCH = 100mA, MAX4660; ISWITCH = 50mA, MAX4659 +25°C 135 200 µA TMIN to TMAX +25°C 300 30 50 µA TMIN to TMAX +25°C 75 100 175 µA TMIN to TMAX 225 _______________________________________________________________________________________ 3 MAX4659/MAX4660 ELECTRICAL CHARACTERISTICS—Dual Supplies (continued) MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ ELECTRICAL CHARACTERISTICS—Single Supply (V+ = +12V, V- = 0, VIH = 2.4V, VIL = 0.8V, TA = TMIN to TMAX, unless otherwise noted. Typical values are at TA = +25°C.) (Notes 2, 6) PARAMETER SYMBOL ANALOG SWITCH Analog Signal Range VIN On-Resistance RON On-Resistance Matching Between Channels ∆RON On-Resistance Flatness (Note 3) RFLAT (ON) CONDITIONS ICOM = 25mA; VNO or VNC = +10V ICOM = 25mA; VNO or VNC = ±10V ICOM = 25mA; VNO or VNC = +2V, +6V, +10V TA MIN TMIN to TMAX 0 +25°C TYP 38 TMIN to TMAX MAX UNITS V+ V 50 60 +25°C 0.4 TMIN to TMAX 2 2.5 +25°C 4 TMIN to TMAX 7 Ω Ω Ω 9 DYNAMIC CHARACTERISTICS Transition Time Break-Before-Make Delay Charge Injection tTRANS tBBM Q VNO or VNC = 10V; RL = 300Ω; CL = 35pF, Figure 2 VNO or VNC = 10V; RL = 300 Ω; CL = 35pF, Figure 2 VGEN = 0, RGEN = 0, CL = 1nF, Figure 4 +25°C 120 200 ns TMIN to TMAX 250 +25°C 20 TMIN to TMAX 10 50 ns +25°C 1 pC POWER SUPPLY Power-Supply Range Positive Supply Current V+ I+ +9 VIN = 0 or 12V, VN_ = 3V; ISWITCH = 50mA, MAX4660; ISWITCH = 25mA, MAX4659 VIN = 5V, VN_ = 3V; ISWITCH = 50mA, MAX4660; ISWITCH = 25mA, MAX4659 +25°C +40 50 TMIN to TMAX +25°C 100 125 70 TMIN to TMAX V µA 125 150 Note 2: The algebraic convention is used in this data sheet; the most negative value is shown in the minimum column. Note 3: Flatness is defined as the difference between the maximum and minimum value of on-resistance as measured over the specified analog signal range. Note 4: Leakage parameters are 100% tested at maximum-rated hot temperature and guaranteed by correlation at TA = +25°C. Note 5: Off-isolation = 20log10 [VCOM / (VNC or VNO)], VCOM = output, VNC or VNO = input to off switch. Note 6: -40°C specifications are guaranteed by design. 4 _______________________________________________________________________________________ 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ (TA = +25°C, unless otherwise noted.) ON-RESISTANCE vs. VCOM (SINGLE SUPPLY) A 45 55 40 50 40 35 E 15 B -20 0 10 TA = +85°C 20 TA = +25°C D 15 -10 25 15 E 10 TA = -40°C 5 0 10 0 20 8 16 24 32 40 -15 -10 -5 0 5 VCOM (V) VCOM (V) VCOM (V) ON-RESISTANCE vs. VCOM AND TEMPERATURE (SINGLE SUPPLY) LEAKAGE CURRENT vs. TEMPERATURE CHARGE INJECTION vs. VCOM 40 35 TA = +25°C 30 25 V+ = +15V V- = -15V 1000 TA = -40°C ICOM(ON) 100 ICOM(OFF) 0 2 4 6 8 10 10 15 A: V+ = 15V, V- = -15V B: V+ = 12V, V- = 0 60 30 10 0 1 -30 A B -60 -40 12 15 90 0.1 20 10 MAX4659/MAX4660 toc06 TA = +85°C 10,000 Q (pC) 45 MAX4659/MAX4660 toc04 50 MAX4659/MAX4660 toc05 -15 10 35 60 85 -15 -10 -5 0 5 VCOM (V) TEMPERATURE (°C) VCOM (V) SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE (SINGLE SUPPLY) SUPPLY CURRENT vs. SUPPLY VOLTAGE AND TEMPERATURE TOTAL HARMONIC DISTORTION vs. FREQUENCY 1200 900 600 300 200 DUAL SUPPLIES VCOM = 3V, ISWITCH = 100mA, IN = GND 160 B 120 A: I+, TA = -40°C B: I+, TA = +25°C C: I+, TA = +85°C D: I-, TA = -40°C E: I-, TA = +25°C F: I-, TA = +85°C 80 40 0 A C F 0 0 5 10 15 20 25 SUPPLY VOLTAGE (V) 30 35 40 E D 0 5 10 SUPPLY VOLTAGE (V) 1 MAX4659/MAX4660 toc09 MAX4659/MAX4660 toc07 V- = 0 SUPPLY CURRENT (µA) 1500 TOTAL HARMONIC DISTORTION (%) 0 C 20 A: V+ = +4.5V, V- = -4.5V D: V+ = +15V, V- = -15V B: V+ = +10V, V- = -10V E: V+ = +20V, V- = -20V C: V+ = +12V, V- = -12V 5 25 MAX4659/MAX4660 toc08 10 D C B 30 30 RON (Ω) RON (Ω) 25 OFF-LEAKAGE (pA) RON (Ω) 30 20 RON (Ω) A 45 35 SUPPLY CURRENT (µA) A: V+ = +9V, V- = 0 B: V+ = +12V, V- = 0 C: V+ = +24V, V- = 0 D: V+ = +36V, V- = 0 E: V+ = +40V, V- = 0 MAX4659/MAX4660 toc03 50 MAX4659/MAX4660 toc01 55 ON-RESISTANCE vs. VCOM AND TEMPERATURE (DUAL SUPPLIES) MAX4659/MAX4660 toc02 ON-RESISTANCE vs. VCOM (DUAL SUPPLIES) V+ = 15V V- = -15V 5VRMS SIGNAL 600Ω SOURCE AND BW = 80kHz 0.1 0.01 0.0001 15 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) _______________________________________________________________________________________ 5 MAX4659/MAX4660 標準動作特性 _______________________________________________________________ 標準動作特性(続き) __________________________________________________________ (TA = +25°C, unless otherwise noted.) LOGIC LEVEL THRESHOLD VOLTAGE vs. SUPPLY VOLTAGE 2.6 -60 OFF-ISOLATION 2.2 1.8 -70 CROSSTALK -80 1.4 -90 -100 V+ = 15V, V- = -15V -110 0.01 0.1 1 10 100 0 5 10 15 20 25 30 35 5 40 7 9 RL = 200Ω CL = 35pF 13 15 SUPPLY CURRENT vs. VOLTAGE ACROSS SWITCH 3000 30 V+ = +15V, V- = -15V 2500 2000 I + (µA) 40 11 V+, V- (V) V+ (V) MAX4659/MAX4660 toc13 BREAK-BEFORE-MAKE DELAY (ns) 100 1.0 1000 BREAK-BEFORE-MAKE DELAY vs. SUPPLY VOLTAGE 50 150 50 FREQUENCY (MHz) 60 200 MAX4659/MAX4660 toc14 -50 VTH (V) -40 RL = 200Ω CL = 35pF 250 TRANSITION TIME (ns) BW = 225MHz -30 300 MAX4659/MAX4660 toc11 ON-RESPONSE -20 3.0 MAX4659/MAX4660 toc10 0 -10 TRANSISTION TIME vs. SUPPLY VOLTAGE MAX4659/MAX4660 toc12 FREQUENCY RESPONSE LOSS (dB) MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ 1500 20 1000 10 500 0 0 5 7 9 11 13 15 IV+, V- (V) -10 -5 0 5 10 VCOM - VN_ (mV) 端子説明 ___________________________________________________________________ 6 端子 PIN 名称 NAME 機 能 FUNCTION 1 COM 2 NC 3 GND 4 V+ 5 N.C. 6 IN Digital Control Input ディジタル制御入力 7 V- Negative Supply Voltage Input 負電源電圧入力 8 NO Normally Open Switch Terminal. NO is connected to COM when IN is high. ノーマリオープンスイッチ端子。INがハイの時、NOはCOMに接続されます。 アナログスイッチコモン端子 Analog Switch Common ノーマリクローズスイッチ端子。INがローの時、NCはCOMに接続されます。 Normally Closed Switch Terminal. NC is connected to COM when IN is low. グランド Ground 正電源電圧入力 Positive Supply Voltage Input No Connection 無接続 _______________________________________________________________________________________ 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ MAX4659/MAX4660はシングル単極/双投(SPDT) CMOSアナログスイッチです。CMOSスイッチ構造に より、僅かな消費電力でレイルトゥレイル信号を扱う ことができます。スイッチはTTL/CMOSレベルコンパ チブルなディジタル入力で制御されます。MAX4659/ MAX4660はノーマリオープンスイッチとノーマリ クローズスイッチを1つずつ備えています。 これらのデバイスは単一電源又はデュアル電源で動作 し ま す 。 ±2 0 V 電 源 ま で の 動 作 が 可 能 で あ る た め 、 スイッチングのダイナミックレンジが広くなります。 更に、特定のアプリケーションに合せた非対称な動作も 可能です。 これらのスイッチは大スイッチ電流(200mAまでの ピーク電流及び150mAまでの連続電流)を扱えるように 特別に設計されています。これを実現するために、出力 Nチャネルデバイスのボディ駆動用に新しい技術が採用 されています。(注記:入力NC/NO端子と出力コモン 端子の間の基本的なスイッチは並列なNチャネル MOSFETとPチャネルMOSFETから成っています。) 標準的な方法では、スイッチ両端の電圧降下が約600mV までしか動作しません。600mVを超えるとIdONリーク 電流が(オンチップ寄生ダイオードがターンオンする ために)増加し、またV+消費電流が増加します。新しい 検出法を使用すると、スイッチ両端の電圧降下に制限が なくなります。電流と電圧はパッケージの電力消費定格 及びスイッチの絶対最大定格のみにより制限されます。 アナログ入力から出力への電圧降下が約7mVの時、消費 電流が90µAから2mA(typ)(1mV∼7mV範囲内)に増加 します。これは新しい検出/駆動回路に起因しています。 ない場合は、2個の小信号ダイオード(D1、D2)を電源 端子と直列に接続して下さい(図1)。ダイオードを追加 することによって、アナログ信号範囲がV+の1 ダイ オードドロップ下とV-の1ダイオードドロップ上の間に 低減しますが、デバイスの低スイッチ抵抗、低リーク 電流特性には影響はありません。デバイスの動作は 変わらないため、V+及びV-の電圧差は+44Vを超えない ようにして下さい。V-がGNDに接続されている場合、 負電源の保護ダイオードは必要ありません。 高周波でのオフアイソレーション 50Ωのシステムでは、これらの部品の高周波オン応答は DCから100MHz以上で、通常-2dBの損失を伴います。 但しスイッチがオフになると、スイッチはコンデンサの ように振る舞い、オフアイソレーションは周波数が高く なるにつれて減少します。この効果は、ソース及び 負荷のインピーダンスが高いと更に顕著になります。 5MHz以上では基板のレイアウトが重要になります。 「標準動作特性」に示すグラフでは、BNCコネクタで 接続された50Ωのソース及び負荷を使用しています。 V+ D1 V+ N_ COM Vg VD2 アプリケーション情報 _________________ V- 過電圧保護 全CMOS製品に対して、正しい電源シーケンスを行う ことが推奨されます。デバイスに定格以上の電圧が印加 された場合、恒久的なダメージを受けるため、絶対最大 定格を越えないようにすることが大切です。最初に GNDを接続し、次にV+、V-、それから残りのピンを接続 して下さい。電源シーケンスの順番を守ることができ 図1. 外部ブロッキングダイオードを使用した 過電圧保護 _______________________________________________________________________________________ 7 MAX4659/MAX4660 詳細 _______________________________ MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ テスト回路/タイミング図 _____________________________________________________ MAX4659/MAX4660 V+ LOGIC INPUT t R < 20ns t F < 20ns +3V 50% VNC 0 VNO t TRANS SWITCH OUTPUT t TRANS VNC VO 0.9V NO NC V+ VO COM NO LOGIC INPUT 0.9V NC CL 35pF RL 300 Ω IN GND VV- V NO CL INCLUDES FIXTURE AND STRAY CAPACITANCE. 図2. ファンクションダイアグラム V+ MAX4659/MAX4660 LOGIC INPUT V+ NC +3V 50% 0 VOUT COM +3V NO RL 300Ω IN LOGIC INPUT GND CL 35pF V- SWITCH OUTPUT (VOUT) V- 0.9 ✕ VOUT tBBM CL INCLUDES FIXTURE AND STRAY CAPACITANCE. 図3. ブレーク・ビフォ・メーク時間 V+ ∆VO MAX4659/MAX4660 V+ COM VO V GEN GND NC OR NO V- IN OFF ON OFF Q = (∆V O )(C L ) VVIN = +3V IN DEPENDS ON SWITCH CONFIGURATION; INPUT POLARITY DETERMINED BY SENSE OF SWITCH. 図4. チャージインジェクション 8 _______________________________________________________________________________________ VO CL 1nF 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ MAX4659/MAX4660 V+ C SIGNAL GENERATOR V+ C V+ MAX4659/MAX4660 V+ COM COM VIN IN ANALYZER IN V IN CAPACITANCE METER NC OR NO GND NC OR NO V- C RL f = 1MHz GND C V- V- V- 図5. オフアイソレーション MAX4659/MAX4660 MAX4659/MAX4660 V+ V+ 50Ω NC COM COM CAPACITANCE METER IN VIN V+ C V+ C SIGNAL GENERATOR 図7. チャネルオフ容量 IN V IN f = 1MHz NO ANALYZER NC OR NO GND V- RL C GND V- 図6. クロストーク V- C V- 図8. チャネルオン容量 チップ情報 __________________________ TRANSISTOR COUNT: 45 PROCESS: CMOS _______________________________________________________________________________________ 9 MAX4659/MAX4660 テスト回路/タイミング図(続き) ________________________________________________ パッケージ _________________________________________________________________ 8L, µMAX, EXP PAD.EPS MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ 10 ______________________________________________________________________________________ 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ ______________________________________________________________________________________ 11 MAX4659/MAX4660 パッケージ(続き) ____________________________________________________________ MAX4659/MAX4660 大電流、25Ω、SPDT、CMOS アナログスイッチ パッケージ(続き) ____________________________________________________________ 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16(ホリゾン1ビル) TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 12 ____________________Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 © 2001 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products.