做好自啟動(dòng)不容易，理解穩(wěn)壓器和帶隙基準(zhǔn)的上電復(fù)位需求

　　運(yùn)算放大器

　　圖2所示的運(yùn)放輸入結(jié)構(gòu)畫(huà)出了一個(gè)小電流源。IC內(nèi)部的部分元件與地以及反偏二極管彼此隔離，有些元件由于結(jié)構(gòu)的原因會(huì)產(chǎn)生寄生（無(wú)用的）二極管和三極管。正常情況下，這些寄生元件處于關(guān)閉狀態(tài)，不會(huì)影響電路的正常工作，如果電流源被拉到負(fù)壓，寄生元件就可能被正偏，將器件鉗位在無(wú)法工作的狀態(tài)；有時(shí)，這些寄生元件還會(huì)形成可控硅效應(yīng)，在關(guān)閉電源重新上電之前始終保持導(dǎo)通，情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致器件損壞。

　　圖2. 運(yùn)放內(nèi)部部分電路

　　電容

　　在IC內(nèi)部，有些電容用于頻率補(bǔ)償，但也存在無(wú)用的電容效應(yīng)。有些節(jié)點(diǎn)如果被充電至負(fù)壓后，可能沒(méi)有適當(dāng)?shù)碾娏魍穼?duì)其正向充電，恢復(fù)電路功能。

　　輸出電路也必須正確偏置，使上方晶體管導(dǎo)通對(duì)外部電容充電。由于運(yùn)放負(fù)反饋連接在輸出端，需要升高輸出電壓，使電路處于線性工作狀態(tài)。許多IC具有ESD （靜電放電）保護(hù)，通常由二極管和穩(wěn)壓管等構(gòu)成，如圖3所示。

　　圖3. 典型的ESD結(jié)構(gòu)，保護(hù)其它電路

ESD保護(hù)問(wèn)題

　　因?yàn)楦邏簳?huì)損壞IC，必須提供必要的ESD保護(hù)。如果電壓超過(guò)IC制造工藝允許的上限，有源器件將進(jìn)入齊納模式。器件擊穿后，電流將快速上升，進(jìn)入雪崩模式，產(chǎn)生大電流并導(dǎo)致硅片融化。負(fù)壓過(guò)大時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致大電流并損壞IC。

　　帶隙基準(zhǔn)

　　帶隙基準(zhǔn)如圖4所示，通常也會(huì)存在啟動(dòng)問(wèn)題。帶隙由兩個(gè)正向偏置、具有不同電流的晶體管組成，某一路電流變化時(shí)，將引起兩路電流在工作點(diǎn)重新均衡，其中一路為負(fù)溫度系數(shù)，另一路為正溫度系數(shù)。

　　圖4. 常用帶隙結(jié)構(gòu)

　　選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)，使得所產(chǎn)生的信號(hào)差與絕對(duì)溫度成比例（PTAT）。理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)是確保輸出電壓不隨溫度變化。遺憾的是，運(yùn)放有兩個(gè)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)：設(shè)置電流和零電流，而且，在零電流點(diǎn)，電路無(wú)法確定如何恢復(fù)或修正。

　　帶隙基準(zhǔn)計(jì)算器有助于設(shè)計(jì)、分析Brokaw帶隙基準(zhǔn)電路。它可以計(jì)算所有電路參數(shù)以及輸出電壓與結(jié)溫的函數(shù)關(guān)系，可以仿真一階調(diào)整效果和二階修正曲線，該免費(fèi)工具可以從網(wǎng)站www.maxim-ic.com/tools/calculators/hp50g下載，其可以運(yùn)行在HP? 50g計(jì)算器上，或提供計(jì)算器仿真的PC上。