Kaj je analogno stikalo?

Včasih se imenuje tudi dvostransko stikalo ali prenosna vrata, analogno stikalo je elektronska naprava, ki selektivno prenaša ali blokira raven signala od vhoda do izhoda. Polprevodniška komponenta v polprevodniškem stanju, sestavljena je iz nMOS tranzistorja in pMOS tranzistorja. Njegova kontrolna vrata so konfigurirana tako, da sta oba tranzistorja vklopljena ali izklopljena. Običajne aplikacije analognih stikal vključujejo instrumentacijo, nadzor procesov, pridobivanje podatkov, komunikacijske sisteme in video sisteme.

Analogno stikalo se običajno uporablja tudi kot gradnik za logična vezja, kot je D Flip-Flop ali D Latch. Deluje kot samostojno vezje, ima možnost izolacije ene ali več komponent od živih signalov med odstranjevanjem ali vročim vstavljanjem. Ko se uporablja v varnostnih aplikacijah, lahko selektivno prepreči prenos občutljivih signalov ali podatkov brez veljavnega dovoljenja strojne opreme.

Idealno analogno stikalo ima neskončen upor, ko je izklopljen, in nič upor, ko je vklopljen. Ima tudi brezhibne linearne, volt-amperske karakteristike pri prenosu analognih signalov. Resnica pa je, da večina analognih stikal ni idealna. To je lahko res, ker so v bistvu polprevodniške komponente v polprevodniškem stanju in ponavadi kažejo upor, ki ni nič, ko so vklopljeni, končni upor, ko so izklopljeni, in nelinearne, volt-amperske značilnosti.

Podobno kot mehansko stikalo je tudi analogno stikalo na voljo v številnih oblikah, ki so v veliki meri odvisne od števila metov in palic, ki jih ima. Medtem ko se pogosto uporablja za opis mehanskega stikala, sta enopolna stikala z enim stikalom (SPST) in enopolna dvojna stikala (SPDT) med najpogostejšimi od teh stikal. Eno integrirano vezje (IC) lahko vsebuje tudi več analognih stikal, od katerih vsako ustreza določenemu analognemu kanalu.

Vrata za analogno stikalo lahko oblikujejo številne konfiguracije vezja. Nekatere od teh konfiguracij so zelo preproste in so pogosto sestavljene iz številnih uporov in ene diode. Večina komercialnih stikal pa uporablja tranzistorje z učinkom polja (FET), zelo napredne bipolarne tranzistorje ali kombinacijo obeh, da olajša prehajanje ali blokiranje analognih signalov. FET-ji se pogosteje uporabljajo v analognih stikalih zaradi njihove nizke zaprte upornosti in visoke odprte upornosti.

Analogno stikalo se obnaša podobno kot rele. Glavna razlika je v tem, da nima gibljivih delov in ne zagotavlja izolacije med analognim in krmilnim signalom. Iz tega razloga ni priporočljiva za uporabo v visokonapetostnih vezjih, kjer je potrebna električna izolacija. Pomembno je tudi omeniti, da je zaradi nizke tokove poti med vhodom in izhodom največji tok, ki lahko teče skozi analogno stikalo, običajno manjši od povprečnega releja.