メーカー 10社
製品 77点

メーカー 10社製品 77点

バススイッチ
メーカー10社・77製品【2024年】

バススイッチについての概要、用途、原理などをご説明します。また、バススイッチのメーカー10社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。バススイッチ関連企業の2024年12月注目ランキングは1位:東和電子株式会社となっています。

バススイッチとは？
バススイッチのメーカー10社
バススイッチ77製品

バススイッチとは

バススイッチとは、デジタル信号を伝達するための半導体スイッチです。

基本的な機能は機械スイッチと同様ですが、MOSFET (英: Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ) システムを利用していることが特徴です。

MOSFETにより、信号を電気的に導通 (オン) させたり遮断 (オフ) したりします。スイッチであるため、当然双方向で動作し、信号の向きを気にする必要はありません。中には、信号を増幅したり、逆にレベルを下げたりする機能を内蔵しているものもあります。

バススイッチの使用用途

バススイッチはデジタル回路用のデバイスであり、CPUと周辺ICの間の信号ラインに挿入して使用します。大きな電流を流すことはできないため、電源ラインのスイッチとしては使えません。

信号の導通と遮断を行うタイプに加えて、接続先を切り替えるタイプも存在します。最も単純な例として、入力Aに対して出力BとCが配置されている場合、A-B間が導通されている状態からA-C間の導通に切り替える際にバススイッチが使用されます。

また、信号遅延がなく、高速スイッチングに対応できるため、比較的高速な回路でも利用されています。さらに、ノイズを発生させたり電力消費量を増加させたりしないため、電圧変換器、ホットスワップ、ホットプラグ、バスまたは容量の隔離・分離などに利用されます。

バススイッチの原理

一般的なバスイッチは2つのMOSFETを組み合わせて作られています。P-CHのMOSFETとN-CHのMOSFETのゲートを直結し、互いのドレインを並列に接続します。ゲートから信号を入力することにより、常にP-CHまたはN-CHのMOSFETが導通状態となることを利用し、出力信号として取り出す仕組みです。

似た原理を持つデバイスにはバスバッファがあります。バススイッチとバスバッファは駆動能力に違いがあります。バススイッチは高速なスイッチングが可能である一方、接続されるデバイスの駆動能力は高くありません。一方、バスバッファはファンアウト数が大きい、つまり駆動能力が高いのですが、切替に遅れが発生します。

回路上での用途を考慮して、どちらのデバイスが良いかを見極めることが必要です。

バススイッチの種類

バススイッチは、前述のP-CHとN-CHのMOSFETを並列に接続して構成するタイプの他に、N-CHおよびチャージポンプがあります。以下に詳しく解説します。

1. P-CHとN-CHの並列タイプ

P-CHとN-CHのオン抵抗特性を併せ持っています。オン抵抗の特性カーブが入力電圧0Vから電源電圧までほぼ平坦であるため、出力信号の電圧を最大限に活用可能です。

2. N-CHタイプ

ゲートに所定の電圧加え、ドレインとソース間に信号を入力することにより、オン・オフのスイッチングを行います。

3. チャージポンプタイプ

出力信号電圧の範囲を向上させるために、N-CHのMOSFETのみを使用するタイプです。チャージポンプ回路で昇圧し、ゲート電圧を高く保持できます。上記の並列タイプと同じように、オン抵抗が入力電圧に対して低く、特性カーブが平坦であるため、入出力信号の電圧を最大限に活用できます。ただし、他のタイプよりも多く電力を消費するのが欠点です。

バススイッチのその他情報

バススイッチは、フラットパネルテレビ、携帯電話、PCおよび周辺機器、カーナビゲーションシステムなどに組み込まれ、高速デジタル信号の伝送に使用されます。これら応用製品の開発が進むにつれ、信号の伝達速度は高まっています。

このトレンドに対応するため、バススイッチは高速化の一途を辿っています。また、携帯電話などの外部インターフェースを搭載し、複数の信号のやり取りを行う機器では、複数の信号を切り替える高機能化が顕著です。

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