ZHCAC22A December   2020  – January 2023 OPA2310 , OPA310 , OPA348 , OPA4310 , TLV341 , TLV341A , TLV342 , TLV342A

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1引言
  4. 2标准运算放大器 ESD 保护
    1. 2.1 标准运算放大器 ESD 保护:结构
    2. 2.2 标准运算放大器 ESD 保护:注意事项
  5. 3V+ 侧无输入二极管的运算放大器 ESD 保护
    1. 3.1 V+ 侧无输入二极管的运算放大器 ESD 保护:结构
    2. 3.2 V+ 侧无输入二极管的运算放大器 ESD 保护:注意事项
  6. 4如何测量运算放大器的 ESD 结构电流
  7. 5总结
  8. 6参考文献
  9. 7修订历史记录
  10.   A 采用替代性 ESD 保护结构的运算放大器的测量数据

V+ 侧无输入二极管的运算放大器 ESD 保护:注意事项

如前一节所述,如果输入电压持续上升至超过绝对最大额定值,则输入端会出现迅速大幅反向。该效应会导致保护电路的电压突然下降,并且将输入电压钳位至较低值,同时将输入电流提高到更高水平并损坏输入结构本身。此外,器件可能会卡在这种状态,这种现象称为闩锁

虽然,在必须关闭放大器同时存在输入信号的应用中,V+ 电源轨侧无输入二极管的 ESD 保护结构可以很好地工作,但当输入电压可能超过绝对最大额定值时,需要考虑发生迅速大幅反向的可能性。妥善做法是避免进入高电流传导区域。可添加输入电阻,将输入电流限制为 ±10mA,甚至 ±1mA。

#GUID-FF866A02-F825-46C9-9D65-9968E5F74537 展示了该效应的示例。在此示例中,OPA348 放大器的 V– 引脚接地,V+ 引脚连接到 0V 电源。输出和反相输入保持开路,而同相输入由正电压驱动。然后,测量相应的输入 ESD 结构电流。#GUID-DD13C1A4-9890-47EC-BCE9-0DCC92E0481D 展示了该测试配置。

图 3-2 OPA348 - 施加的输入电压增加时 ESD 结构电流测试装置
图 3-3 OPA348 - 施加的输入电压增加时的 ESD 结构电流

输入电压从 0V 增加到大约 10V 时,有低电流通过 ESD 结构。在此区域中,替代 ESD 保护结构可防止输入信号对放大器反向供电或产生大电流。在大约 10.5V 之后,输入电流开始快速上升。当进一步驱动输入时,会发生迅速大幅反向。电压突然下降,并且被钳位在较低的水平。同时,输入电流上升到非常高的水平。应避免工作区域的电流增高,防止造成损坏。为了进行演示,本实验中的输入电流可超过数据表中的 10mA 限值。在您的设计中,请勿超出绝对最大额定值。

替代输入结构的效果取决于放大器电路配置,即使在放大器关闭时也是如此。例如,在电源接地且器件关闭的情况下,如果在同相配置中放置 TLV341 放大器,则输入能够处理一些正电压,而不会向 V+ 电源轨或输出泄漏电流(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 左侧)。但是,如果在相同情况下将同一放大器置于反相配置中,则电流不会通过输入引脚,而是通过反馈环路传递到输出端(#GUID-919A6A23-BBFF-49EB-BC78-C7824C0BFB5C 右侧)。此外,输出引脚上的二极管可以导通并传递到 V+ 引脚。因此,不仅要注意运算放大器,还要注意电路设置。

图 3-4 电路配置会影响通过 ESD 结构的电流