Analogschalter  (759 Angebote unter 26.991.980 Artikeln)Zum Expertenwissen

Analogschalter in integrierten Schaltungen

Normalerweise werden elektrische Schalter durch eine mechanische Einwirkung betätigt. Da dies in speziellen Schaltungen nicht immer einfach zu realisieren ist, werden dort sogenannte Analogschalter eingesetzt. Diese werden übrigens auch häufig als elektronische Schalter oder Halbleiterschalter bezeichnet. Hier erfolgt das Betätigen des Schalters nicht durch eine mechanische Einwirkung oder durch eine Magnetspule, wie dies beispielsweise bei einem Relais der Fall ist, sondern durch einen elektronischen Impuls. Diese Analogschalter haben gegenüber mechanischen Schaltern oder Relais sowohl Vorteile als auch Nachteile. Zu den Vorteilen gehören eindeutig die wesentlich schnellere Arbeitsweise elektronischer Schalter sowie die Tatsache, dass diese prell- und verschleißfrei arbeiten. Nachteile von elektronischen Schaltern bestehen in einem höheren Übergangswiderstand im eingeschalteten Zustand sowie einem geringeren Isolationsvermögen im ausgeschalteten Zustand.

Aufbau und Eigenschaften von elektronischen Schaltern bzw. Analogschaltern

Im Idealfall soll ein Schalter im geöffneten Zustand einen möglichst unendlich hohen Widerstand aufweisen. Während dies bei mechanischen Schaltern oder Relais in der Regel kein Problem darstellt, liegen bei Analogschaltern die Dinge etwas anders. Die Isolation ist bei Analogschaltern durch die Verwendung von Halbleiterbauteilen geringer als bei mechanischen Schaltern.

Der sogenannte Durchlasswiderstand soll im Idealfall einen möglichst geringen Widerstandswert haben. Analogschalter erreichen hier in der Praxis Widerstandswerte bis zu etwa 100 Ohm, während bei mechanischen Schaltern dieser Widerstand wesentlich geringer ist. Analogschalter können dagegen wesentlich schneller arbeiten als mechanische Schalter oder Relais. Schaltzeiten von weniger als einer Mikrosekunde sind hier keine Seltenheit.

Als Schaltelemente werden bei elektronischen Schaltern bzw. Analogschaltern in der Regel Feldeffekttransistoren (FETs) verwendet. In Einzelfällen können auch Bipolartransistoren eingesetzt werden. In der Digitaltechnik werden statt des elektronischen Schalters oder des Analogschalters meistens Logikgatter verwendet.

Verschiedene Begriffsbezeichnungen bei Analogschaltern

Wie bei mechanischen Schaltern auch unterscheidet man bei Analogschaltern zwischen einfachen Einschaltern sowie Umschaltern. In diesem Zusammenhang tauchen in den Artikelbezeichnungen Bezeichnungen wie etwa SPST und SPDT auf. Die Bezeichnung SPST steht hier für einen einfachen Einschalter, der eine Eingangsleitung auf eine Ausgangsleitung schaltet. Die Abkürzung SPDT bezeichnet dagegen einen elektronischen Schalter mit einer Eingangsleitung sowie zwei Ausgangsleitungen, also einen Umschalter. Neben gängigen Bezeichnungen wie beispielsweise 1-fach, 3-fach oder 4-fach werden bei Analogschaltern auch Begriffe wie Quad oder Dual verwendet, welche die Anzahl der schaltbaren Kanäle angeben.
Weitere wichtige Kenndaten von Analogschaltern sind die entsprechenden Schaltzeiten sowie Schaltspannungen und Schaltströme, die bei der Auswahl des entsprechenden Bauteils berücksichtigt werden sollten.

Gehäuseformen und Anzahlen von Anschlüssen

Auch Analogschalter werden in verschiedenen Gehäuseformen wie DIL-ICs für die konventionelle Leiterplattenmontage angeboten sowie als SMD-ICs. Abhängig von der Schaltleistung sowie der Anzahl der zu schaltenden Kanäle kommen hier häufig die Gehäuseformen SOIC oder TSSOP zum Einsatz. Die Anzahl der Anschlüsse der entsprechenden ICs ergibt sich in der Regel durch die Gehäuseform der integrierten Schaltung.