在較高層面上，注入電流控制功能可防止無效通道上的過壓事件影響有效通道上的信號。發(fā)生過壓事件的引腳的電壓將保持在 V_DD + V_T，其中 V_T 大約為 0.6V。因鉗制該電壓而導致的過大電流將流經內部電路，該電路必須處于器件的電流規(guī)格范圍內。通過這樣做，器件可以防止過大的電流注入開啟的通道內而導致測量誤差。注入電流是輸入電壓 (V_IN) 高于正電源電壓 (V_DD + ?V) 或低于接地 (V_SS) 而強制輸入引腳的電流。該電流流經輸入保護二極管并流入器件的任一電源，可能會影響系統(tǒng)的精度和可靠性。注入的電流可能來自不同的源，具體取決于應用。

• 具有長布線的惡劣環(huán)境和應用（例如工廠自動化和汽車系統(tǒng)）可能會受到開關或瞬態(tài)事件的注入電流的影響。
• 如果輸入信號來自各種傳感器或電流源，則其他自包含系統(tǒng)也可能受到注入電流的影響。

注入電流影響：典型的 CMOS 開關在輸入端和輸出端具有 ESD 保護二極管。這些二極管不僅提供 ESD 保護，還提供電壓鉗位功能，從而防止輸入或輸出高于 V_DD 或低于 GND 和 V_SS。當電流注入到禁用信號路徑的引腳時，少量電流會流經 ESD 二極管，但大部分電流會由于導通而流至漏極。如果 ESD 二極管的正向電壓 (VF) 大于 PMOS 閾值電壓 (VT)，則所有關斷開關的 PMOS 將導通，并且源漏極之間會出現(xiàn)不良的亞閾值漏電流，從而也可能將關斷源極引腳上拉。圖 8-3 顯示了典型 CMOS 開關和相關注入電流路徑的簡化圖。

圖 8-3 典型 CMOS 開關和相關注入電流路徑的簡化圖

切斷這些電流路徑相當困難。漏極引腳的電壓不得比 V_DD 高出 VT。可以通過在漏極引腳和接地之間添加肖特基二極管等外部元件以將漏極電壓鉗位在 < V_DD + VT 并切斷電流路徑，從而保護模擬引腳免受電流注入的影響。

由于電流注入而導致的 R_ON 變化：由于啟用的 FET 開關的導通電阻受電源軌變化的影響，因此當漏極引腳電壓比電源電壓高 VT 時，輸出信號電壓可能會出現(xiàn)誤差。輸出中的這種意外變化可能會導致與錯誤觸發(fā)事件和不正確的測量讀數(shù)相關的問題，從而可能影響系統(tǒng)的精度和可靠性。如圖 8-4 所示，S2 是將信號從 S2 引腳傳導到 D 引腳的使能信號路徑。由于禁用的 S1 引腳上有注入電流，因此該引腳上的電壓會高于電源電壓，且 ESD 保護二極管發(fā)生正向偏置，從而使電源軌發(fā)生偏移。電源電壓偏移會改變內部 FET 開關的 R_ON，從而導致 D 引腳上的輸出產生 ?V 誤差。

圖 8-4 注入電流對 R_ON 的影響

為了避免系統(tǒng)添加外部保護的復雜性，TMUX1308A 和 TMUX1309A 器件具有內部注入電流控制功能，從而無需外部二極管和電阻器網絡（通常用于保護開關并使輸入信號保持在電源電壓范圍之內）。內部注入電流控制電路允許禁用信號路徑上的信號超過電源電壓，而不會影響啟用信號路徑的信號。注入電流控制電路還可保護 TMUX13xxA 免受注入禁用信號路徑的電流的影響，而不會影響典型 CMOS 開關不支持的啟用信號路徑。此外，TMUX1308A 和 TMUX1309A 器件沒有任何到電源引腳的內部二極管路徑，從而消除了損壞連接到電源引腳的元件或為系統(tǒng)電源軌提供意外電源的風險。有關顯示 TMUX13xxA 器件和相關注入電流電路的一個信號路徑的簡化圖，請參閱節(jié) 8.2。

圖 8-5 注入電流控制的簡化圖

每個源極或漏極引腳（Sx 或 D）的注入電流控制電路都是獨立控制的。當該輸入被邏輯引腳禁用并且注入的電流導致特定引腳的電壓高于 V_DD 或低于 GND 時，該引腳的控制電路將啟用。注入電流電路包含一個 FET，用于在發(fā)生過壓或注入電流事件時將不需要的電流分流至 GND。每個注入電流電路都能夠處理高達 50mA 的電流；不過，該器件可在任何給定時間支持最大 100mA 電流。根據系統(tǒng)應用的不同，可能需要使用串聯(lián)限制電阻器并且必須適當調整該電阻器的大小。圖 8-5 顯示了在輸入引腳處注入電流的 TMUX13xxA 保護電路。

圖 8-6 輸入引腳處的注入電流

圖 8-7 顯示了在發(fā)生過壓事件的情況下使用串聯(lián)限流電阻器的示例。

圖 8-7 采用串聯(lián)電阻器的過壓事件

要使注入電流控制電路有效，源極或漏極引腳上的電壓應大于 V_DD 或小于 GND。在滿足該要求的情況下，對于任何禁用或啟用信號路徑，保護 FET 將導通，并將引腳分流至 GND。在這種情況下，需要使用一個串聯(lián)電阻器將注入器件的總電流限制為小于 100mA。以下各節(jié)概述了三個示例場景。