如何利用放大器設(shè)計(jì)魯棒高性價(jià)比的解決方案一

　　ADA4091 和 ADA4096, 等過(guò)壓保護(hù)放大器所用的ESD結(jié)構(gòu)不是二極管，而是DIAC 器件(雙向“交流二極管”)，這使得此類放大器即使沒(méi)有電源也能承受過(guò)壓狀況。

　　圖1. 差分放大器高端電流傳感器。如果VSY 先于VCC,上電，放大器的輸入電壓或電流可能會(huì)超過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)規(guī)定的最大值

運(yùn)算放大器中的故障狀況

　　圖2顯示了一個(gè)N溝道JFET輸入級(jí) (J1, J2, R1, and R2), 后接一個(gè)第二增益級(jí)和輸出緩沖器(A1)。當(dāng)開(kāi)環(huán)放大器在其額定IVR范圍內(nèi)時(shí)，差分輸入信號(hào) (VIN+ – VIN–)與VDIFF.180度異相。連接為單位增益緩沖器時(shí)(如圖所示)，如果VIN+的共模電壓超過(guò)放大器的IVRJ1’的柵極-漏極進(jìn)入未夾斷狀態(tài)并傳導(dǎo)整個(gè)200 μA級(jí)電流。只要J1’的柵極-漏極電壓仍然反向偏置VIN+的進(jìn)一步增加就不會(huì)導(dǎo)致 VDIFF變化 (VOUT仍然處于正供電軌). 然而，一旦J1’的柵極-漏極變?yōu)檎?，VIN+的進(jìn)一步增加就會(huì)提高A1反相輸入端的電壓，導(dǎo)致輸入信號(hào)與 VDIFF之間發(fā)生不需要的反相.

　　圖2. N溝道JFET輸入運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)示意圖

　　圖3顯示了A1輸出端反相的一個(gè)示例。與雙極性輸入放大器不同，JFET放大器的輸入未箝位，因而易發(fā)生反相。CMOS放大器的柵極與漏極電隔離，一般不會(huì)發(fā)生反相。如果確實(shí)會(huì)發(fā)生反相，運(yùn)算放大器制造商一般會(huì)在數(shù)據(jù)手冊(cè)中說(shuō)明。下列條件下可能發(fā)生反相：放大器輸入端不是CMOS，最大差分輸入為VSY, 數(shù)據(jù)手冊(cè)未聲明不會(huì)發(fā)生反相。雖然反相本身不是破壞性的，但它能導(dǎo)致正反饋，進(jìn)而使伺服環(huán)路不穩(wěn)定.

　　圖3. 當(dāng)VIN超過(guò)額定IVR時(shí)，輸入反相導(dǎo)致放大器輸出負(fù)值

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)師還必須關(guān)注放大器輸入超出電源范圍時(shí)會(huì)發(fā)生什么。這種故障狀況通常發(fā)生在電源時(shí)序控制導(dǎo)致一個(gè)源信號(hào)先于放大器電源激活時(shí)，或者在開(kāi)啟、關(guān)閉或工作中電源出現(xiàn)尖峰時(shí)。對(duì)于大多數(shù)放大器，這種狀況是破壞性的，尤其是如果過(guò)壓大于二極管壓降。