8.1.7 电气过载

设计人员经常会问到关于运算放大器承受电气过载能力的问题。这些问题的重点在于器件输入，但同时也会涉及电源引脚甚至是输出引脚。这些不同引脚功能的每一个功能具有由独特的半导体制造工艺和连接到引脚的特定电路确定的电气过载限值。此外，这些电路有内置的内部静电放电 (ESD) 保护来在米6体育平台手机版_好二三四组装之前和组装过程中保护此电路不受意外的 ESD 事件的影响。

能够充分了解该基本 ESD 电路及其与电气过载事件的关联性会有所帮助。Figure 48 展示了 OPA211 中包含的 ESD 电路（用虚线区域指示）。ESD 保护电路中涉及多个钳位二极管，这些二极管从输入和输出引脚方向连接回内部供电线路，并且均连接到运算放大器内的吸收器件。这种保护电路在电路正常工作时处于非活动状态。

一个 ESD 事件产生一个持续时间短、高电压脉冲，此脉冲在它经半导体器件放电时被转变成一个持续时间短、高电流脉冲。运算放大器核心周围设计了 ESD 保护电路来提供电流路径，可防止造成损坏。保护电路吸收的能量将以热量形式耗散。

当两个或多个放大器器件引脚上产生 ESD 电压时，电流将流经一个或多个导流二极管。根据电流所选路径，吸收器件可能会激活。吸收器件具有触发或阈值电压，该电压介于 OPA211 的正常工作电压和器件击穿电压之间。一旦超出该阈值，吸收器件会迅速激活并将电源轨上的电压钳制在安全的电平。

当运算放大器接入某个电路（如Figure 48 所示的电路）时，ESD 保护组件将保持未激活状态并且不会参与应用电路的运行过程。然而，当施加的电压超过一个指定引脚的工作电压范围时，问题情况有可能会出现。如果这个情况出现，会存在一定的风险，某些内部 ESD 保护电路有可能被偏置而传导电流。此类电流都将流经钳位二极管路径，但很少涉及吸收器件。

1.

NOINDENT:

V_IN = +V_S + 500mV。

Figure 48. 等效内部 ESD 电路以及与典型电路应用的关系

Figure 48 给出了一个具体示例，其中输入电压 V_IN 高于正电源电压 (+V_S) 500mV 甚至更多。电路中将发生的具体情况取决于电源特性。如果 +V_S 能够吸收电流，那么上面的一个输入钳位二极管就会导通，并将电流传导至 +V_S。越来越高的 V_IN 会带来过高的电流。因此，本数据表的规格建议 应用 将输入电流限制为 10mA。

如果电源无法灌电流，V_IN 就可能开始将电流拉至运算放大器，然后作为正电源电压源进行接管。这种情况比较危险，因为这个电压可能会升高到超出运算放大器的绝对最大额定值。在极端但罕见的情况下，吸收器件可在施加了 +V_S 和 –V_S 时触发。如果出现这种情况，+V_S 和 –V_S 电源间就会建立直接电流路径。此时吸收器件的功耗将会立刻超限，巨大的内部热量将损坏运算放大器。

另一个常见问题是，如果在电源 +V_S 和/或 –V_S 为 0V 时向输入端施加输入信号，放大器如何响应。同样，这个问题取决于电源在 0V 或低于输入信号幅度时的特性。如果电源呈现高阻抗状态，则运算放大器电源电流可由输入源通过导流二极管进行提供。但该状态并非正常偏置条件，放大器极有可能无法正常工作。如果电源表现为低阻态，则通过钳位二极管的电流将变得非常大。电流水平取决于输入源的供电能力以及输入路径中的所有电阻。