如何利用放大器設(shè)計魯棒高性價比的解決方案一

　　ADA4091 和 ADA4096, 等過壓保護放大器所用的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有電源也能承受過壓狀況。

　　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超過數(shù)據(jù)手冊規(guī)定的最大值

運算放大器中的故障狀況

　　圖2顯示了一個N溝道JFET輸入級 (J1, J2, R1, and R2), 后接一個第二增益級和輸出緩沖器(A1)。當(dāng)開環(huán)放大器在其額定IVR范圍內(nèi)時，差分輸入信號 (VIN+ – VIN–)與VDIFF.180度異相。連接為單位增益緩沖器時(如圖所示)，如果VIN+的共模電壓超過放大器的IVRJ1’的柵極-漏極進入未夾斷狀態(tài)并傳導(dǎo)整個200 μA級電流。只要J1’的柵極-漏極電壓仍然反向偏置VIN+的進一步增加就不會導(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琕IN+的進一步增加就會提高A1反相輸入端的電壓，導(dǎo)致輸入信號與 VDIFF之間發(fā)生不需要的反相.

　　圖2. N溝道JFET輸入運算放大器結(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，一般不會發(fā)生反相。如果確實會發(fā)生反相，運算放大器制造商一般會在數(shù)據(jù)手冊中說明。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)手冊未聲明不會發(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，進而使伺服環(huán)路不穩(wěn)定.

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

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