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EDA,IC设计相关技术文章运算放大器造成过压状况的常见原因和影响分析【ic版图设计】和【pcb版图设计】的区别

EDA,IC设计相关技术文章运算放大器造成过压状况的常见原因和影响分析

运算放大器的输入电压超过额定输入电压范围,或者在极端情况下,超过放大器的电源电压时,放大器可能发生故障甚至受损。本文讨论过压状况的一些常见原因和影响,为无保护的放大器增加过压保护是如何的麻烦,以及集成过压保护的新型放大器如何能为设计工程师提供紧凑、鲁棒、透明、高性价比的解决方案。

所有电子器件的可耐受电压都有一个上限,超过上限就会产生影响,轻则导致工作暂时中断或系统闩锁,重则造成永久性损害。特定器件能够耐受的过压量取决于多个因素,包括是否安装或意外接触器件、过压事件的幅度和持续时间、器件的鲁棒性等。

精密放大器常常是传感器测量信号链中的第一个器件,因而最容易受到过压故障的影响。选择精密放大器时,系统设计师必须了解放大器的共模输入范围。在数据手册中,共模输入范围可能是用输入电压范围(IVR)、测试条件下的共模抑制比(CMRR)或以上二者来规定。

运算放大器造成过压状况的常见原因和影响分析

过压状况的实际原因

放大器需要两种保护:一是过压保护,用以防止电源时序控制、休眠模式切换和电压尖峰引起的故障;二是 ESD(静电放电)保护,用以防止静电放电(甚至搬运过程中也可能出现静电放电)引起的故障。安装后,器件可能会受系统电源时序控制,导致重复性过压应力。系统设计师必须想方设法使故障电流避开敏感的器件,或者限制故障电流,使其不致于损坏器件。

在有多个电源电压的复杂分布式电源架构(DPA)系统中,电源时序控制可以使系统电路各部分的电源在不同的时间开启和关闭。时序控制不当可能会导致某个器件的某个引脚发生过压或闩锁状况。随着人们越来越关注能源效率,许多系统要求实现复杂的休眠和待机模式。这意味着,在系统的某些部分已关断的同时,其它部分仍然可能处于上电和活动状态。与电源时序控制一样,这些情况可能会导致无法预测的过压事件,但主要是在输入引脚上。