当运算放大器的输入电压超越额定输入电压规模，或许在极点情况下，超越放大器的电源电压时，放大器或许产生毛病乃至受损。本文讨论过压情况的一些常见原因和影响，为无维护的放大器添加过压维护是怎么的费事，以及集成过压维护的新式放大器怎么能为规划工程师供给紧凑、鲁棒、通明、高性价比的解决方案。
一切电子器材的可耐受电压都有一个上限，超越上限就会产生影响，轻则导致作业暂时中止或体系闩锁，重则形成永久性危害。特定器材能够耐受的过压量取决于多个要素，包括是否装置或意外触摸器材、过压事情的起伏和持续时刻、器材的鲁棒性等。
精细放大器常常是传感器丈量信号链中的第一个器材，因而最简略受到过压毛病的影响。挑选精细放大器时，体系规划师有必要了解放大器的共模输入规模 。在数据手册中，共模输入规模或许是用输入电压规模 （IVR）， 测验条件下的 共模抑制比 （CMRR），或以上二者来规则。
过压情况的实践原因
放大器需求两种维护：一是过压维护 用以避免电源时序控制、休眠方式切换和电压尖峰引起的毛病；二是ESD静电放电）维护，用以避免静电放电 （乃至转移过程中也或许呈现静电放电），引起的毛病。 装置后， 器材或许会受体系电源时序控制，导致重复性过压应力。体系规划师有必要想方设法使毛病电流避开灵敏的器材，或许约束毛病电流，使其不致于损坏器材。
在有多个电源电压的杂乱分布式电源架构 （DPA）体系中， 电源时序控制能够使体系电路各部分的电源在不同的时刻敞开和封闭。时序操控不妥或许会导致某个器材的某个引脚产生过压或闩锁情况。
跟着人们越来越重视动力功率，许多体系要求完成杂乱的休眠 和待机 方式。这意味着，在体系的某些部分已关断的一起，其它部分依然或许处于上电和活动情况。与电源时序操控相同，这些情况或许会导致无法猜测的过压事情，但首要是在输入引脚上。
许多类型的传感器会产生意想不到的、与它们要丈量的物理现象无关的输出尖峰，这类过压情况一般仅影响输入引脚。
静电放电是一种广为人知的过压事情，常常产生在装置器材之前。它形成的危害十分广泛，以至于业界首要标准，如JESD22-A114D， determine how to test and specify the semiconductor’s 等，不得不明确怎么测验和规则半导体耐受各类ESD事情的才能。简直一切半导体产品都包括某种方式的集成维护器材。呈现高能脉冲时，ESD单元应进入低阻抗情况。这不会约束输入电流，但能供给到供电轨的低阻抗途径。
一个简略的事例研讨：电源时序操控
跟着混合信号电路变得无处不在，单一PCB上的多电源需求也变得十分遍及。
精细放大器或许会成为这种情况的受害者。图1显现了一个装备成差分放大器的运算放大器。放大器经过RSENSE检测电流，并供给与相应压降成份额的输出。有必要采纳办法，保证由R3和R4构成的分压器将输入偏置在额定IVR规模内的某处。假如放大器的电源电压不是从VSY， 取得，而且VCC在VSY，之后呈现，则A1反相输入端的电压为：
V_ = VSY-（I_ × R1） （1）
其间I_ 由无电源时A1的输入阻抗决议。假如放大器不包括过压处理规划，则最有或许的电流途径是经过ESD二极管、箝位二极管或寄生二极管流向电源或地。假如此电压超出IVR规模，或许电流超越数据手册规则的额定最大值，器材或许会受损。
ADA4091和ADA4096， 等过压维护放大器所用的ESD结构不是二极管，而是DIAC 器材（双向“沟通二极管”），这使得此类放大器即便没有电源也能承受过压情况。
运算放大器中的毛病情况
当开环放大器在其额定IVR规模内时，差分输入信号 （VIN+– VIN–）与VDIFF.180度异相。衔接为单位增益缓冲器时（如图所示），假如VIN+的共模电压超越放大器的IVRJ1’的栅极-漏极进入未夹断情况并传导整个200μA级电流。只需J1’的栅极-漏极电压依然反向偏置VIN+的进一步添加就不会导致 VDIFF改变 （VOUT依然处于正供电轨）。 但是，一旦J1’的栅极-漏极变为正偏，VIN+的进一步添加就会进步A1反相输入端的电压，导致输入信号与VDIFF之间产生不需求的反相。
CMOS放大器的栅极与漏极电阻隔，一般不会产生反相。假如的确会产生反相，运算放大器制造商一般会在数据手册中阐明。下列条件下或许产生反相：放大器输入端不是CMOS，最大差分输入为VSY， 数据手册未声明不会产生反相。尽管反相自身不是损坏性的，但它能导致正反馈，进而使伺服环路不稳定。
体系规划师还有必要重视放大器输入超出电源规模时会产生什么。这种毛病情况一般产生在电源时序操控导致一个源信号先于放大器电源激活时，或许在敞开、封闭或作业中电源呈现尖峰时。关于大多数放大器，这种情况是损坏性的，尤其是假如过压大于二极管压降。
这些二极管的源极阻抗十分低，源极支撑多少电流，二极管就能传导多少电流。精细放大器AD8622供给少量差分维护，输入端串联500 Ω电阻，施加差分电压时，该电阻可约束输入电流，但它只能在输入电流不超越额定最大值时供给维护。假如最大输入电流为5 mA，则答应的最大差分电压为5 V。留意，这些电阻并不与ESD二极管串联，因而无法约束流向电源轨的电流（例如在过压期间）。
一旦施加的电压超越二极管压降，电流就或许危害、下降运算放大器的功能，乃至损坏运算放大器。
外部输入过压维护
从半导体运算放大器面世之初，IC规划师就不得不权衡芯片架构与应对其脆弱性所需的外部电路之间的联系。体系规划师之所以需求精细运算放大器，是因为它有两个重要特性：低失调电压（VOS）和高共模抑制比（CMRR），这两个特功能够简化校准并使动态差错最小。为在存在电气过应力（EOS）的情况下坚持这些特性，双极性运算放大器常常内置箝位二极管，并将小限流电阻与其输入端串联，但这些办法无法应对输入电压超越供电轨时引起的毛病情况。为了添加维护，体系规划师能够选用图6所示的电路。
图6：使用限流电阻和两个肖特基二极管供给外部维护的精细运算放大器。RFB与ROVP持平，然后平衡输入偏置电流引起的失调
假如VIN处的信号源先行上电，ROVP将约束流入运算放大器的电流。肖特基二极管的正向电压比典型的小信号二极管低200 mV，因而一切过压电流都会经过外部二极管D1和D2.分流。但是，这些二极管或许会下降运算放大器的功能。例如，能够使用1N5711的反向漏电流曲线（见图7）来确认特定过压维护电阻形成的CMRR丢失。1N5711在0 V时的反向漏电流为0 nA，在30 V时为60 nA。关于0 V共模电压， D1和D2引起的额定IOS取决于其漏电流的匹配程度。当V被拉至+15 V时，D1将反向偏置30 V，D2将偏置0 V。因而，额定的60 nA电流流入ROVP.当输入被拉至–15 V时，D1和D2的电气方位交流，60 nA电流流出OVP. 在恣意共模电压下，维护二极管引起的额定IOS等于：
IOSaddr = ID1– ID2 （2）
由公式2可计算出极点共模电压下的VOS丢失：
VOSpenalty = IOSaddr× ROVP （3）
