ZHCAFM2 August 2025 LM2904B
如果運(yùn)算放大器采用瞬態(tài)觸發(fā)保護(hù)方案,則也可能發(fā)生 EOS 事件。但是,邊沿觸發(fā)運(yùn)算放大器的保護(hù)方法有別于雙二極管保護(hù)方案。在邊沿觸發(fā)保護(hù)中,ESD 單元僅在特定 dv/dt 電平下觸發(fā)。
在此,肖特基二極管更適合用于保護(hù)。肖特基二極管具有高速開關(guān)特性,是應(yīng)對(duì) ESD/EOS 浪涌的首選。由于邊沿觸發(fā)二極管保護(hù)結(jié)構(gòu)未設(shè)有觸發(fā)電壓,因此肖特基二極管有助于檢測(cè)浪涌事件,引導(dǎo)絕大部分(若非全部)浪涌電流通過二極管。肖特基二極管具有約 0.3V 的低正向偏置電壓。理想情況下,所加裝肖特基二極管的正向偏置壓降必須低于內(nèi)部二極管。由此即可讓絕大部分 EOS 電流流經(jīng)外部二極管,從而降低運(yùn)算放大器損傷概率。
圖 5-5 展示了一個(gè)同相配置的運(yùn)算放大器。輸入端加裝了 Rp 以及兩個(gè)肖特基二極管。通過加裝與肖特基二極管串聯(lián)的 Rp,即可進(jìn)一步限制浪涌事件中流經(jīng)運(yùn)算放大器的電流。
然而肖特基二極管具有較高的漏電流。因此當(dāng)該特性成為關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素時(shí),則必須考慮選用其他二極管。在本例中,由于僅有輸入側(cè)存在外部連接,因此設(shè)計(jì)只采用了輸入保護(hù)。外部連接更容易發(fā)生 EOS 事件。這方面的案例包括高感應(yīng)電壓或工廠自動(dòng)化中常見的長(zhǎng)傳感器引線。
某些情況下,需要保護(hù)運(yùn)算放大器的輸出(請(qǐng)參閱 圖 5-6)。下圖展示了可供使用的類似電路。在此情況下,選擇 Rp 時(shí)應(yīng)確保 Rp 不會(huì)限制運(yùn)算放大器的輸出擺幅。通常,選用 10Ω 到 20Ω 之間的電阻即可實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)效果和功能。另請(qǐng)注意的是 Rp 位于反饋環(huán)路內(nèi)。這樣即使 Rp 上出現(xiàn)壓降,也能保持精確的輸出電壓。最后需要注意,由于 RF 的值通常遠(yuǎn)大于 Rp,因此通過 RF 流向電路輸入端的電流極低。
與所有電路一樣,設(shè)計(jì)也需要權(quán)衡取舍。電路引入保護(hù)措施也會(huì)給系統(tǒng)帶來噪聲。在設(shè)計(jì)電路時(shí),應(yīng)考慮噪聲、元件占位面積等因素。但是,這些考慮事項(xiàng)超出了本文的討論范圍。有關(guān)如何顯著降低噪聲的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱該論文,了解如何在保護(hù)運(yùn)算放大器的同時(shí)大幅降低噪聲。