ZHCAC22A December 2020 – January 2023 OPA2310 , OPA310 , OPA348 , OPA4310 , TLV341 , TLV341A , TLV342 , TLV342A
如前一節(jié)所述,如果輸入電壓持續(xù)上升至超過(guò)絕對(duì)最大額定值,則輸入端會(huì)出現(xiàn)迅速大幅反向。該效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電路的電壓突然下降,并且將輸入電壓鉗位至較低值,同時(shí)將輸入電流提高到更高水平并損壞輸入結(jié)構(gòu)本身。此外,器件可能會(huì)卡在這種狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為閂鎖。
雖然,在必須關(guān)閉放大器同時(shí)存在輸入信號(hào)的應(yīng)用中,V+ 電源軌側(cè)無(wú)輸入二極管的 ESD 保護(hù)結(jié)構(gòu)可以很好地工作,但當(dāng)輸入電壓可能超過(guò)絕對(duì)最大額定值時(shí),需要考慮發(fā)生迅速大幅反向的可能性。妥善做法是避免進(jìn)入高電流傳導(dǎo)區(qū)域??商砑虞斎腚娮?,將輸入電流限制為 ±10mA,甚至 ±1mA。
#GUID-FF866A02-F825-46C9-9D65-9968E5F74537 展示了該效應(yīng)的示例。在此示例中,OPA348 放大器的 V– 引腳接地,V+ 引腳連接到 0V 電源。輸出和反相輸入保持開路,而同相輸入由正電壓驅(qū)動(dòng)。然后,測(cè)量相應(yīng)的輸入 ESD 結(jié)構(gòu)電流。#GUID-DD13C1A4-9890-47EC-BCE9-0DCC92E0481D 展示了該測(cè)試配置。
輸入電壓從 0V 增加到大約 10V 時(shí),有低電流通過(guò) ESD 結(jié)構(gòu)。在此區(qū)域中,替代 ESD 保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止輸入信號(hào)對(duì)放大器反向供電或產(chǎn)生大電流。在大約 10.5V 之后,輸入電流開始快速上升。當(dāng)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)輸入時(shí),會(huì)發(fā)生迅速大幅反向。電壓突然下降,并且被鉗位在較低的水平。同時(shí),輸入電流上升到非常高的水平。應(yīng)避免工作區(qū)域的電流增高,防止造成損壞。為了進(jìn)行演示,本實(shí)驗(yàn)中的輸入電流可超過(guò)數(shù)據(jù)表中的 10mA 限值。在您的設(shè)計(jì)中,請(qǐng)勿超出絕對(duì)最大額定值。
替代輸入結(jié)構(gòu)的效果取決于放大器電路配置,即使在放大器關(guān)閉時(shí)也是如此。例如,在電源接地且器件關(guān)閉的情況下,如果在同相配置中放置 TLV341 放大器,則輸入能夠處理一些正電壓,而不會(huì)向 V+ 電源軌或輸出泄漏電流(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 左側(cè))。但是,如果在相同情況下將同一放大器置于反相配置中,則電流不會(huì)通過(guò)輸入引腳,而是通過(guò)反饋環(huán)路傳遞到輸出端(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 右側(cè))。此外,輸出引腳上的二極管可以導(dǎo)通并傳遞到 V+ 引腳。因此,不僅要注意運(yùn)算放大器,還要注意電路設(shè)置。