與電源設計中傳統大功率MOSFET開關及存儲應用中多位資料匯流排開關相比，類比開關不盡相同。一般來說，類比開關主要用於切換可攜式產品的小功率類比訊號，但在近期可攜式產品朝多功能發展下，類比開關已由傳統的低頻寬音訊開關，發展成高速混合訊號開關。而類比開關具低功耗、低漏電及小封裝等特點，在設計中甚至可將其作為低功耗DC訊號開關使用。
手機已從簡單的語音接收功能，發展成可聽MP3或音樂鈴聲等多功能用途的通訊工具；在視頻方面，低解析度相機已被高於200萬畫素相機取代，成為許多中高階手機的基本配備；加上低功耗數位廣播調諧器適合可攜式應用，促使複合視頻輸出的手機即將出現，以滿足大型顯示器或專業投影顯示等的專業應用需求。
許多手機設計都會嵌入MP3功能，對資料路徑而言，以UART為基礎的介面已不能滿足使用者的下載需求。因此在嵌入式硬碟或可拆卸大型記憶體的MP3手機中，設計加入USB 1.1及USB 2.0介面已越來越普遍。
高導通電阻邁入低電阻時代
綜觀手機功能的變遷，其手機在最初設計時採用的是類比開關(圖1)，其因素為大多數基頻處理器，只具備有限的音訊輸出埠。而低階處理器都只有語音輸出，通常須要進行語音隔離然後分別接到聽筒或者耳機中。相對於32歐姆的耳機阻抗，這些開關通常具有大約10歐姆或相對較高的導通電阻，開關的插入損耗使用通過前置放大器補強；多數應用中控制電壓與3伏特開關使供電一致。
 |
| 圖1 基頻推動手機功能變遷 |
在節能及更佳的總諧波失真 (THD)需求下，市場出現了1歐姆開關，在0到VCC的輸入電壓之間，具有平坦的導通電阻。對於免持聽筒等功能而言，來自基頻處理器的語音輸出，可以路由到耳機和內部8歐姆揚聲器上。由於放大器置於開關之後與揚聲器之前(圖2)，其應用中THD規範漸成關鍵因素，用於減小訊號與放大失真。
 |
| 圖2 可攜式設計中類比開關應用功能的變遷 |
隨著多數基頻處理器設計往低功耗需求邁進，通用輸入/輸出(GPIO)數位介面，需要提供更低的輸出高壓閾值電平(V
OH)，此應用電壓可低至1.8伏特。而MP3手機需要大功率的播放需求，開關電源電壓可達4.2伏特，或直接由電池供電。因為控制電壓輸入高電平(V
IH)易與開關電源電壓產生失調，設計會要求增加額外的電平偏移變換器，以減小靜態漏電流，這增加了設計難度還提高了成本，因此可攜式產品中，急需能識別低控制電壓的類比開關。
由於正電源底下，類比開關建議用於傳輸正電平訊號，因此須要在開關之後設置AC耦合電容，作為耳機或接收器用於阻隔DC。同時考慮到揚聲器的阻抗約8歐姆，在4.3伏特電源下，這類應用中的音訊開關，一般擁有約0.35歐姆低的導通電阻，能進一步降低高導通電阻開關的插入損耗。
混合訊號與高速數位訊號切換過程
目前市場需求多以體型輕巧的薄型滑蓋手機，低接腳數連接器設計對用戶而言十分重要，而UART或USB等數位訊號，能與音訊共用輸出連接器的接腳。大多數音訊訊號都需要耳機用的耦合電容，但是須設置在開關之前，在這種情況下，開關必須能夠在單邊正電源供電下接收負訊號。此外，設計人員也希望設計USB插入自動感測功能的開關，以節省GPIO硬體資源，而這些開關的設計最好能允許設計人員使用手動控制選擇，隨時強迫開關轉向音訊通道。
當外部USB插入時，手機可使用VBUS作為主電源而進入省電模式。外部VBUS可直接當作開關電源，為了在沒有外部USB插入時實現可靠的音訊切換，因此需要獨立的音訊通路電源。這個雙電源的特點，與前幾代單電源音訊開關有很大區隔。對於這類混合訊號切換產品，具有高頻寬USB通路和低導通電阻的音訊通路，其不平衡通道還可以有特殊應用功能。
MP3和MP4手機的快速下載功能，通常須具備USB 2.0的高速介面，在這類設計中，全速USB元件將與快閃記憶體控制器等高速USB控制器，共用相同的D+/D-接腳連接器，為了相容USB 2.0訊號眼圖規格，使用具有超低斷開電容的2位單刀單擲(SPST)開關，有助於隔離全速控制器的大輸出電容(圖3)。
 |
| 圖3 硬碟電話設計中的高速USB開關 |
隨著在亞太地區及中國即將推出大量的3G應用，專用開關的需求應用在資料、音訊和視頻切換潛力無限，可縮短產品上市時間。面對這些應用，需要大量具有小封裝、低功耗、優良的電源抑制比 (PSRR)和高訊噪比(SNR)的開關。類比開關正在從傳統的低輸送量類比音訊訊號開關，轉移至混合訊號路由/調整中央單元，而中央單元是處理器關鍵的同伴晶片。在可攜式產品講求體積小為前提的設計模式中，開關將成為不可或缺的重要元件。
(本文作者Gerald Johnston為快捷半導體信號路徑類比產品部開關產品線經理、鞠建宏為技術市場經理)