ZHCAC22A December 2020 – January 2023 OPA2310 , OPA310 , OPA348 , OPA4310 , TLV341 , TLV341A , TLV342 , TLV342A
如前一節所述,如果輸入電壓持續上升至超過絕對最大額定值,則輸入端會出現迅速大幅反向。該效應會導致保護電路的電壓突然下降,并且將輸入電壓鉗位至較低值,同時將輸入電流提高到更高水平并損壞輸入結構本身。此外,器件可能會卡在這種狀態,這種現象稱為閂鎖。
雖然,在必須關閉放大器同時存在輸入信號的應用中,V+ 電源軌側無輸入二極管的 ESD 保護結構可以很好地工作,但當輸入電壓可能超過絕對最大額定值時,需要考慮發生迅速大幅反向的可能性。妥善做法是避免進入高電流傳導區域。可添加輸入電阻,將輸入電流限制為 ±10mA,甚至 ±1mA。
#GUID-FF866A02-F825-46C9-9D65-9968E5F74537 展示了該效應的示例。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動。然后,測量相應的輸入 ESD 結構電流。#GUID-DD13C1A4-9890-47EC-BCE9-0DCC92E0481D 展示了該測試配置。
輸入電壓從 0V 增加到大約 10V 時,有低電流通過 ESD 結構。在此區域中,替代 ESD 保護結構可防止輸入信號對放大器反向供電或產生大電流。在大約 10.5V 之后,輸入電流開始快速上升。當進一步驅動輸入時,會發生迅速大幅反向。電壓突然下降,并且被鉗位在較低的水平。同時,輸入電流上升到非常高的水平。應避免工作區域的電流增高,防止造成損壞。為了進行演示,本實驗中的輸入電流可超過數據表中的 10mA 限值。在您的設計中,請勿超出絕對最大額定值。
替代輸入結構的效果取決于放大器電路配置,即使在放大器關閉時也是如此。例如,在電源接地且器件關閉的情況下,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,而不會向 V+ 電源軌或輸出泄漏電流(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 左側)。但是,如果在相同情況下將同一放大器置于反相配置中,則電流不會通過輸入引腳,而是通過反饋環路傳遞到輸出端(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 右側)。此外,輸出引腳上的二極管可以導通并傳遞到 V+ 引腳。因此,不僅要注意運算放大器,還要注意電路設置。