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トランスミッションゲートの秘密: この小さな部品がなぜ電流の流れを制御するのか?
電子機器が急速に発展している今日、トランスミッションゲートは重要な部品として徐々に注目を集めています。このアナログ ゲートはリレーに似ており、アナログ信号とデジタル信号の両方の伝送において独自の機能を発揮します。では、この小さな部品はどのようにして電流の流れを制御するのでしょうか?
トランスミッションゲート構造
トランスミッション ゲートは、並列に接続された N 型 MOSFET と P 型 MOSFET を含む 2 つの電界効果トランジスタ (FET) で構成されます。この設計の最も重要な点は、バルク端子がソース端子に接続されていないため、入力と出力間の信号伝送がよりスムーズになることです。
トランスミッション ゲートでは、P 型 MOSFET は 1 を効率的に送信できますが、0 を送信するパフォーマンスは低下します。対照的に、N 型 MOSFET は 0 を効率的に送信できますが、1 を送信するパフォーマンスはわずかに低下します。
トランスミッションゲートの機能
制御入力が論理ゼロ（負の電圧）の場合、N 型 MOSFET のゲートも負の電圧の影響を受け、導通しなくなります。逆に、制御入力が論理 1 の場合、2 つの MOSFET は正電圧と負電圧の変化に応じて信号の送信を開始します。
この設計により、入力電圧がどの接点であっても、トランスミッションゲートが電流の流れを効果的に制御し、信号をオンまたはオフにすることができます。
トランスミッションゲートの応用
電子スイッチ
トランスミッションゲートは、電子スイッチやアナログマルチプレクサを実装するのに最適です。信号を異なる出力にルーティングする必要がある場合、伝送ゲートを簡単に切り替えることができます。
アナログ マルチプレクサ
多くのミックスドシグナル システムでは、アナログ マルチプレクサを使用して、複数のアナログ入力チャネルを単一のアナログ/デジタル コンバーター (ADC) にルーティングします。この機能により、システムの柔軟性と効率性が効果的に向上します。
論理回路
トランスミッション ゲートは、従来の CMOS プルアップおよびプルダウン ネットワークを置き換えてロジック回路を構築するためにも使用できます。このアプローチは、シリコン実装ではよりコンパクトになることが多いです。
負電圧の印加
AC 電圧 (オーディオ信号など) を切り替える必要がある場合、伝送ゲートは基板ダイオードが導通しないように設計され、信号フローの有効性を保証します。
まとめ良い例としては、オーディオ アンプへのアナログ入力を選択するためによく使用される 4053 標準チップがあります。
トランスミッションゲートは、多くの電子およびデジタルアプリケーションで不可欠な役割を果たすだけでなく、その柔軟性と有効性により、多くのテクノロジーの開発も促進してきました。電子スイッチからアナログマルチプレクサまで、これらの小型コンポーネントの可能性は引き続き探求されています。将来の電子設計では、トランスミッションゲートはより重要なコンポーネントになるのでしょうか? この可能性について一緒に考えてみましょう。
