ZHCAFM2 August 2025 LM2904B
如果運算放大器采用瞬態(tài)觸發(fā)保護方案,則也可能發(fā)生 EOS 事件。但是,邊沿觸發(fā)運算放大器的保護方法有別于雙二極管保護方案。在邊沿觸發(fā)保護中,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。肖特基二極管具有高速開關特性,是應對 ESD/EOS 浪涌的首選。由于邊沿觸發(fā)二極管保護結構未設有觸發(fā)電壓,因此肖特基二極管有助于檢測浪涌事件,引導絕大部分(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部二極管。由此即可讓絕大部分 EOS 電流流經外部二極管,從而降低運算放大器損傷概率。
圖 5-5 展示了一個同相配置的運算放大器。輸入端加裝了 Rp 以及兩個肖特基二極管。通過加裝與肖特基二極管串聯(lián)的 Rp,即可進一步限制浪涌事件中流經運算放大器的電流。
然而肖特基二極管具有較高的漏電流。因此當該特性成為關鍵設計要素時,則必須考慮選用其他二極管。在本例中,由于僅有輸入側存在外部連接,因此設計只采用了輸入保護。外部連接更容易發(fā)生 EOS 事件。這方面的案例包括高感應電壓或工廠自動化中常見的長傳感器引線。
某些情況下,需要保護運算放大器的輸出(請參閱 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 時應確保 Rp 不會限制運算放大器的輸出擺幅。通常,選用 10Ω 到 20Ω 之間的電阻即可實現(xiàn)良好的保護效果和功能。另請注意的是 Rp 位于反饋環(huán)路內。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,設計也需要權衡取舍。電路引入保護措施也會給系統(tǒng)帶來噪聲。在設計電路時,應考慮噪聲、元件占位面積等因素。但是,這些考慮事項超出了本文的討論范圍。有關如何顯著降低噪聲的更多詳細信息,請參閱該論文,了解如何在保護運算放大器的同時大幅降低噪聲。