2 典型應用

注入電流是輸入電壓 (V_IN) 高于正電源電壓 (V_DD + ?V) 或低于最低電位（GND 或 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 V_IN 高于的任一電源，可能會影響系統的精度和可靠性。此電流在輸出端產生 ΔV_OUT。具有注入電流控制功能的器件在數據表中可能包含一個稱為“注入電流耦合”的參數，該參數是一種 ΔV_OUT 規格，顯示了啟用信號路徑中輸出電壓在各種條件下的最大變化。注入的電流可能來自不同的源，具體取決于應用。

• 具有長電纜的惡劣環境和應用（例如工廠自動化和汽車系統）可能會受到開關或瞬態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，則其他自包含系統也可能受到注入電流的影響。

在考慮使用具有注入電流控制功能的器件來應對電池短路情況時，了解該功能的工作原理非常重要。內部注入電流控制電路使您能夠在禁用路徑上獲得信號，而不會影響啟用路徑。實際上，這些信號甚至可以超過電源電壓。如圖 2-1 中所示，該電路還可以防止電流注入禁用路徑，這是標準 CMOS 開關通常不支持的功能。此外，TI 提供 TMUX1308-Q1 和 TMUX1309-Q1 等開關，這些開關沒有通向電源引腳的內部二極管路徑，因此消除了損壞電源引腳所連元件或意外為系統電源軌供電的風險。

圖 2-1 電流注入控制電路

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 VDD 或低于最低電位時，該引腳的控制電路將啟用。注入電流電路包含一個 FET，用于在發生過壓或注入電流事件時將不需要的電流分流至 GND。例如，TMUX1308-Q1/TMUX1309-Q1 中的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向所有開關輸入總共提供最大 100mA 電流。限制注入器件的電流非常簡單，只需在信號路徑上添加一個串聯限制電阻器即可。該電阻器的值可以使用歐姆定律 (IR) 來計算。

借助限制電阻器，可以高效地幫助系統應對電池短路情況。讓我們看一個使用 TMUX1308-Q1 的示例，該示例展示了通過實施串聯限制電阻器來應對這種情況的幾種常見用例。

我們從以下設置開始探索第一種情況，即選擇通道 S7 并且通道 S0 發生電池短路情況。

圖 2-2 選擇通道 S7 且通道 S0 發生電池短路情況

在該用例中，我們看一下 TMUX1308-Q1 的布局，該布局中選擇了通道 S7，同時未選擇通道 S0 上發生了電池短路情況。以 12V 電池為例，根據 25mA 的 I_S/I_D 規格進行快速計算得出，該通道可能需要值近似為 480? 的 R_LIM 才能限制足夠的電流，從而使器件仍處于建議工作條件下。實際上，根據系統設計，該值可能會略有不同。在這些實驗中，我們還確保了將 V_SBAT 保持在 5.6V 的值，以便為器件的絕對最大額定值提供余量。例如，根據觀察，470Ω 的值足以限制電流，同時將 V_SBAT 電壓保持在絕對最大額定值范圍內。請注意，選擇過大的 R_LIM 會大大限制電流，但也會提供更小的 ?V_OUT。如果選擇的 R_LIM 過小，則可能會導致流經的電流過大，從而損壞器件。

表 2-1 展示了根據數據表考慮為 I_S/I_D 分配 25mA 的最大值時，各種 V_BAT 條件下 ?V_OUT、V_SBAT 和最小 R_LIM 的值。

圖 2-3 所有未選通道均存在電池短路情況

我們評估了所有未選通道上同時發生電池短路的情況。表 2-2 展示了考慮為 I_S/I_D 分配 12.5mA 的最大值時的相應值。這是由于采用了 100mA 的 I_INJ 規格并除以 8 來表示所有通道。如果有可能同時在所有通道上看到電池短路，則 12.5mA 是限制因素。實際上，具體值可能會因系統設計而略有不同。在這些實驗中，我們還確保了將 V_SBAT 保持在 5.6V 的值，以便為器件的絕對最大額定值提供余量。同樣，選擇過大的 R_LIM 會大大限制電流，但也會提供更小的 ?V_OUT。如果選擇的 R_LIM 過小，也會損壞器件。

圖 2-4 僅單個選定通道上存在電池短路情況

然后，我們評估了使用 5V 電源且合上開關時發生電池短路的情況。因此，輸入電壓需要限制在 6V。表 2-3 展示了在所有電池短路情況下使用標準 5V V_DD 將所選通道的電壓保持在 6V 以下時所需的 R_LIM 值。選擇過大的 R_LIM 會降低 ?V_OUT，同時大大限制電流。如果選擇的 R_LIM 過小，也會損壞器件。

請注意，如果使用較低的電源電壓，R_Lim 值可以變化，以獲得理想的電流。為確保器件正常運行，請始終注意數據表中的電氣特性。