监督便携式设备或配套服务体系中扣子电池的电压等级,对现代 CMOS 运算放大器来说是一项常见的简略运用。
图 1 是一个运用 1.8V OPA333 零漂移运算放大器的实施方案。扣子电池的电压是 3V,该电路选用 3 至 5V 电压级供电。
奇怪的是,我听有客户反映,扣子电池在这类电路中的运用寿命要比预期的短许多;只能用几天或几个小时!这些客户发现在移走运算放大器后,扣子电池坚持带电状况。这引起了我的猎奇,所以开端查询究竟发生了什么事。
图 1 — 衔接 OPA333 单位增益放大器,监控扣子电池电压
锂电池 CR2032 是一款常见的扣子电池,额外容量 175 mAh,供给 200uA 接连电流。OPA333 的输入偏置电流一般是 70pA,几年也不会耗尽扣子电池的电量。或许有其它什么电路耗费了电池。对 OPA333 内部原理图进行仔细观察后,发现了一种形似合理的放电情境。
图 2 是放大器内核及其输入 ESD 维护的方框图。别忘了大部分 %&&&&&% 在电路断开处理进程中都具有 ESD 维护功用。ESD 单元在正常作业条件下封闭。
OPA333 的 ESD 输入维护功用在每个输入端与电源线路之间衔接有低漏转向二极管。ESD 钳位衔接在这些线路之间。这些二极管通常是反向偏置。可是,假如电源电压 V+ 被封闭,变为高阻抗,那么二极管 D3 会变成正向偏置。然后,放大器内核以及衔接 V+ 的任何组件都会从扣子电池耗费电流。
OPA333 静态电流只要 17uA,因而很或许是衔接至 +V 电源线路的其它组件也在耗费电流。
图 2 — 内部方框图显现了从非反相输入端经过 D3 到 +V 电源线路的电流途径
有些运算放大器有关断引脚。当处于这种形式下时,它们会耗费极少量的电源电流。可是,假如 ESD 单元运用图 2 中的规划方案,该二极管仍可传导电流。
解决方案是选用支撑不同 ESD 单元规划的运算放大器。
图 3 是在 TLV2450 轨至轨输入/输出运算放大器中运用的 ESD 单元规划。它选用一个类似于齐纳二极管的快速低漏钳位。在 ESD 事情进程中,它不仅可快速接通,并且还可将所运用的电压约束在安全水平下。没有针对 VDD 引脚的内部电流途径。
图 3 — TLV2450 运用内部 ESD 钳位。在输入端与 VDD 引脚之间没有内部电流途径。
关于工程师来说,或许很难确认放大器所运用的 ESD 单元。但在放大器产品阐明书中能够找到提示。在检查肯定最大额外值时,假如信号输入规模是 -0.3V 至 (V+) + 0.3V,那么 0.3V 便是保证 ESD 二极管坚持关断状况的边界。假如较高,二极管或许会导通。
原文请拜见: http://www.deyisupport.com/blog/b/signalchain/archive/2014/04/29/51689.aspx
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