
【计】 digital circuit switch
【计】 digital circuit
on-off; stopcock; switch
【计】 disjunctor; S; SW; switch
【化】 switch
【医】 switch
数字电路开关(Digital Circuit Switch)是电子工程中实现逻辑控制的核心元件,其本质是通过半导体器件完成二进制信号的导通与截止状态切换。该术语在《英汉电子技术词典》中被定义为"利用晶体管或MOS管构建的二值化电压控制装置,能根据输入信号改变输出端电气连接状态" 。
从电路结构分析,数字开关主要依赖场效应管的栅极电压控制特性:当控制端施加高电平(通常≥3V)时,源极与漏极间形成导电沟道;低电平(≤0.8V)时沟道消失实现电气隔离。这种特性使得开关时间可达纳秒级,典型参数满足以下公式: $$ t_{pd} = frac{CL cdot V{DD}}{I_{DS}} $$ 其中$CL$为负载电容,$V{DD}$为供电电压,$I_{DS}$为饱和漏电流。
在应用层面,德州仪器公司的技术白皮书指出,现代CMOS数字开关的功耗已降低至微瓦级别,同时保持102次开关周期的耐久性。这类器件广泛应用于FPGA可编程逻辑阵列、计算机主板电源管理和通信系统的信号路由选择。国际电气与电子工程师协会(IEEE)标准754文件特别规定了数字开关在浮点运算单元中的时序要求。
权威参考文献:
数字电路开关是数字电子系统中的基础元件,其核心功能是通过控制电信号的导通与断开来实现逻辑状态(0或1)的转换。以下从多个维度进行解释:
1. 基本定义与工作原理
2. 主要实现形式
3. 关键参数指标
4. 典型应用场景
5. 特殊类型扩展
数字开关的选择需综合考虑响应速度、功耗、驱动能力等参数,现代集成电路中普遍采用CMOS工艺实现高密度低功耗的开关阵列。理解其特性对电路设计和故障排查至关重要。
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