Parfois aussi appelé commutateur bilatéral ou porte de transmission, un commutateur analogique est un dispositif électronique qui transmet ou bloque sélectivement un niveau de signal de l’entrée à la sortie. Composant semi-conducteur à semi-conducteur, il est composé d’un transistor nMOS et d’un transistor pMOS. Ses grilles de commande sont configurées de manière à ce que les deux transistors soient allumés ou éteints. Les applications courantes des commutateurs analogiques comprennent l’instrumentation, le contrôle de processus, l’acquisition de données, les systèmes de communication et les systèmes vidéo.
Un commutateur analogique est également couramment utilisé comme bloc de construction pour des circuits logiques tels que D Flip-Flop ou D Latch. Agissant comme un circuit autonome, il a la capacité d’isoler un ou plusieurs composants des signaux sous tension lors du retrait ou de l’insertion à chaud. Lorsqu’il est utilisé dans des applications de sécurité, il peut empêcher de manière sélective la transmission de signaux ou de données sensibles sans autorisation valide du matériel.
Le commutateur analogique idéal a une résistance infinie lorsqu’il est éteint et une résistance nulle lorsqu’il est allumé. Il présente également des caractéristiques voltampères linéaires sans faille lors de la transmission de signaux analogiques. La vérité, cependant, est que la plupart des commutateurs analogiques ne sont pas idéaux. Cela peut être vrai car ce sont essentiellement des composants semi-conducteurs à semi-conducteurs et ont tendance à présenter une résistance non nulle lorsqu’ils sont allumés, une résistance finie lorsqu’ils sont éteints et des caractéristiques volt-ampères non linéaires.
Semblable à un interrupteur mécanique, l’interrupteur analogique se présente sous de nombreuses formes, qui dépendent largement du nombre de lancers et de pôles dont il dispose. Bien qu’ils soient souvent utilisés pour décrire un interrupteur mécanique, les interrupteurs unipolaires unidirectionnels (SPST) et unipolaires bidirectionnels (SPDT) sont parmi les plus courants de ces interrupteurs. Un seul circuit intégré (IC) peut également contenir plusieurs commutateurs analogiques, dont chacun correspond à un canal analogique particulier.
La porte d’un commutateur analogique peut être formée par un certain nombre de configurations de circuit. Certaines de ces configurations sont très simples et se composent souvent de nombreuses résistances et d’une seule diode. Cependant, la plupart des commutateurs commerciaux utilisent des transistors à effet de champ (FET), des transistors bipolaires très avancés, ou une combinaison des deux, pour faciliter le passage ou le blocage des signaux analogiques. Les FET sont plus fréquemment utilisés dans les commutateurs analogiques en raison de leur faible résistance fermée et de leur haute résistance ouverte.
Un commutateur analogique se comporte un peu comme un relais. La principale différence est qu’il n’a pas de pièces mobiles et ne fournit pas d’isolation entre le signal analogique et le signal de commande. Pour cette raison, il n’est pas recommandé de l’utiliser dans des circuits à haute tension où une isolation électrique est requise. Il est également important de noter qu’en raison du faible courant entre l’entrée et la sortie, le courant maximal pouvant traverser un commutateur analogique est généralement inférieur au relais moyen.