光束扫描偏转控制是光电科学的前沿技术之一,它在自由空间通信、光电跟踪(APT)技术、光电对抗和光互联领域,都有极重要的应用。利用光学相阵列进行光束扫描是属于全电、非惯性扫描跟踪技术,具有可电寻址、无机械磨损、分辨能力高、控制精度高、功耗低、体积小、重量轻、能提高有效载荷的优点,是科技发达的国家极其重视的新领域。液晶光学相阵列(Liquid crystal optical phased array)是一种新型器件,与液晶显示器的驱动机理相似,将可控的变化电场作用于液晶层上,使具有光学双折射性质的液晶分子的指向矢排列方向发生变化,导致液晶分子的折射率发生变化,从而控制光束的偏转方向。液晶光学相阵列的驱动电压是双极性脉冲模拟电压,电压的变化直接影响对液晶相位的调制。由于光学相阵列是高密度阵列结构,需有几百个到几千个控制电极,每个控制电极均需要有一个模拟开关提供相应的驱动电压,所以一个高密度多路模拟开关是液晶光学相阵列驱动电路中必需的一个电子器件,而目前市场上只有集成度很低的模拟开关,通常为4~8路,没有适合上述要求的集成模拟开关,为此需要设计并加工专用的高密度集成模拟开关。本文旨在设计一个用于驱动液晶光学相阵列的模拟集成开关,该模拟开关设计成单刀双掷结构,利用外围控制端口可选择两路模拟电压中的任何一路,同时也可实现对加载于液晶电极模拟电压占空比的可编程控制。在设计模拟开关的过程中,着重设计了构成模拟通道的CMOS传输门结构,考虑了液晶电极对模拟开关的导通电阻的要求,计算出合适的MOS管的宽长比,尽可能优化设计,达到成本的最低化。最终,所有的设计参数通过了Hspice的电路模拟仿真,通过Cadence公司的版图设计工具Virtuoso绘制了模拟开关的版图,将电路原理与版图进行结构对比,且提取的版图参数通过了后仿真,说明设计的模拟开关满足了驱动光学相阵列的参数要求。最终设计的32B模拟开关芯片为56个管脚、26个模拟输出端子、26个控制端子、一个常开与一个常闭端子,以及电源与地。芯片封装尺寸为16mm×22mm,与MAX4533相比,晶圆利用效率有很大提高。