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`简介 在有多个供电电源的系统中,运算放大器电源必须在施加输入信号的同时或之前建立。否则,便可能发生过压和闩锁状况。 然而,在实际应用中,这个要求有时候可能难以满足。本文讨论运算放大器在不同上电时序情况下的行为表现(参见表2),分析可能的问题及原因,并提出一些建议。 上电时序问题多种多样上电时序问题可能出现于多种不同情况。例如,在一个客户应用中,AD8616配置为缓冲器,在电源建立之前输入为0 V(图1),负电源先于正电源上电(负电源有而正电源无)。 图1. AD8616测试电路,施加–3 V V–,V+没有连接电源 表1显示了这种情况下AD8616所有引脚的结果。在正电源管脚V+上的信号建立之前,V+引脚和OUT引脚上的电压为负值。这可能不会损害运算放大器,但若这些信号连接到其他尚未完全供电的芯片上的引脚(例如,假设ADC使用同一V+,其电源引脚一般只能承受最小–0.3 V电压),则这些芯片可能会受损。如果V+先于V–上电,会发生同样的问题。 表2列出了上电时序的一些可能情况。 表1. 施加–3 V V–而V+没有连接电源时的AD8616引脚电压 表2. 上电时序的可能情况IN 运算放大器内部的静电放电(ESD)二极管 静电放电可能引起过压事件。大部分运算放大器内置ESD二极管 以防止静电ESD事件。当V+或V–不存在时,ESD二极管是分析放大 器相关行为的重要工具。图2为ADA4077/ADA4177的简化框图。表3 显示了ADA4077-2/ADA4177-2内部ESD二极管和背靠背二极管的典 型压降。注意,背靠背二极管位于运算放大器的两个输入引脚之间, 用来箝位放大器允许输入的最大差分信号。 图2. ADA4077/ADA4177简化框图 表3. 运算放大器内部二极管 还要注意,当利用DMM测量ADA4077-2的D5/D6时,结果显示两个输 入引脚之间无二极管。事实上,背靠背二极管之前有两个串联电阻, 用来将输入电流限制在±10 mA以下。内部电阻和背靠背二极管将 差分输入电压限制在±Vs,以防止基极-发射极结点击穿。 A DA4177集成了OVP单元以提高鲁棒性。它们位于ESD二极管和 背靠背二极管之前,因此很难用DMM测量这些二极管的管压降。 ADA4177的输出ESD二极管的管压降是可以测量的。 建立评估系统图3用于测量运算放大器电路的电流流向等行为。通道A和通道B各 自配置为缓冲器,通道B同相输入端经由100 kΩ电阻连接到GND。让 V+不供电(V–供电)或V+供电(V–不供电),便可利用安培表和电 压表测量输入及电源相关变量(电压值和电流值)。通过分析这些 变量,可以确定电流流动的路径。 图3. 放大器电流路径评估系统建立 情形1:输入悬空 表4显示了一个输入悬空和一个电源未供电时的结果。当V–供电而 V+不供电时,V+引脚上有一个负电压。当V+供电而V–不供电时,V– 引脚上有一个正电压。 测试ADA4077-2和ADA4177-2得到类似的结果。输入引脚和电源引 脚上没有观测到大电流,输入悬空的运算放大器在一个供电轨没 有供电时仍然是安全的。 情形2:输入接地表5显示了输入接地时的结果。注意,对于IB+,负值意味着电流流 出+IN引脚。对于IOUT,负值意味着电流流出–IN引脚。 表4. ADA4077-2/ADA4177-2输入悬空时的结果 表5. ADA4077-2/ADA4177-2输入接地时的结果 |