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芯片设计若何避免电应力造成产品失落效?_电流_电压

admin 2024-11-18 20:37:40 0

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OPA320 是大多数范例运放的一种,其最大额定参数表如图 1 所示,它描述了芯片最大许可供电电压、引脚最大许可输入电压和电流。
根据参数表的附加解释,如果限定引脚输入电流,那么就不须要限定输入电压。
内部钳位二极管许可±10mA 的输入电流。
但是在输入电压超出正常值很多的情形下,限定输入电流须要较大的输入阻抗,这会增加噪声,降落带宽,同时还可能产生其它缺点。

钳位二极管在输入电压超过电源轨大约 0.6V 时开始导通。
常日,许多设备可以承受较大电流,但是当电压急剧增加时,设备失落效的概率就会增加。

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通过添加外部二极管可以大大提高设备耐受大电流的能力,同时也可以提高设备的防护等级。
市场上常见的传输旗子暗记二极管,比如无处不在的 1N4148,具有非常低的导通压降(实验室测试显示,其至少比运放内部二极管低 100mV)。
在与运放内部二极管并联后,当碰着输入过流时,大多数电流将流向外部的二极管。

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(图片来自网络侵删)

肖特基二极管具有更低的导通电压,这种特性可以提升保护性能。
但缺陷也很明显,它的泄电流太大了。
室温下,它的反向泄电流利常是微安级或者更大,同时,随着温度的升高而增加。

其余,你还须要一个足够强大的电源。
钳位二极管,无论是运放内部或者外部的,都须要一个相对稳定的电源来开释能量。
如果故障脉冲很大,注意灌输电源轨过多的电流,提高(或拉低负电源)电源电压,那么脉冲会使电源端承受过大的电压应力,如图 2 所示。
范例的线性电源不能接管电流,因此不要指望利用它做为电源有多稳定。
大的旁路电容可以用来接管大的故障脉冲电流。
对付连续的故障电流,可以在输入引脚和电源上加用齐纳二极管来办理。
齐纳二极管的反向击穿电压要刚好高于系统最大供电电压,这样仅仅在故障时,齐纳二极管才会被导通。
对付正负供电系统,须要在两个电源轨分别设计相同的保护电路。

只管采纳了这些方法,引脚输入电压仍可能超过最大额定参数表中的值,但问题关键在于:最大额定参数表中的值常日过于守旧;在这个电压或者电流下芯片破坏险些是不可能的。
一样平常来说,大幅超过这些参数,器件也不太可能破坏(但不担保)。
钳位到比最大额定参数表中的值高几伏的电压,同时得到较低的失落效率是很随意马虎的。
在许多情形下,设计的目标是在本钱和性能折中的情形低落低失落效率。

没有哪一种方案可以应对所有的情形,也没有一种保护电路可以同时知足所有需求。
在不同运用中,保护电路方案差别很大。
不同运放的灵敏度不同,所需保护等级也存在很大差异。
这可能会须要你有一定创造力,最好自己做自己的专家。
虽然在极度的环境中做一些测试会丢失一些运放,但这是必要的。

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