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引言

 

有许多应用的输入不受系统控制，而是连接到外部世界，例如测试设备、仪器仪表和某些检测设备。对于此类应用，输入电压可能会超过前端放大器的额定最大电压，因而必须采用?；し桨咐次稚杓频氖褂梅段Ш吐嘲粜?。前端放大器的内部ESD二极管有时会用来箝位过压状况，但为了确保这种箝位能够提供充分可靠的?；?，需要考虑许多因素。了解前端放大器内部的不同ESD二极管架构，以及具体保护电路的热影响和电子迁移影响，有助于设计人员解决保护电路相关的问题，并提高其在现场的使用寿命。

 

ESD二极管配置

 

应当明白，并非所有ESD二极管都是连接到电源和地的简单二极管箝位。有许多可能的方案可以采用，例如：多个二极管串联、二极管和电阻、背靠背二极管等。下面介绍一些较为常见的方案。

 

连接到电源的二极管

 

图1显示了一个放大器实例，二极管连接在输入引脚和电源之间。在正常工作条件下，二极管反偏，但当输入高于正电源电压或低于负电源电压时，二极管变为正偏。当二极管变为正偏时，电流经过放大器的输入端流至相应的电源。

 

对于图1所示电路，当过压超过+Vs时，放大器本身不会限制输入电流，需要外部增加串联电阻来限流。当电压低于–Vs时，400 Ω电阻会起到一定的限流作用，设计时应当纳入考虑中。

 

图1. AD8221的输入ESD拓扑结构

 

图2显示了一个具有相似二极管配置的放大器，但在本例中，电流受内部2.2 kΩ串联电阻的限制。它与图1所示电路的区别不仅在于限流电阻R的值，还在于2.2 kΩ可?；さ缏凡皇?Vs以上电压的影响。这个例子复杂难懂，务必充分了解以便在使用ESD二极管时优化?；?。

 

图2. AD8250的输入ESD拓扑结构

 

限流JFET

 

与图1和图2中的方案不同，IC设计可以使用限流JFET代替二极管箝位。图3显示了一个例子，当输入电压超过器件的额定工作范围时，JFET被用来保护器件。JFET输入使该器件自身就能耐受相反供电轨的最高40 V电压。由于JFET会限制流入输入引脚的电流，因此ESD单元无法用作额外的过压?；?。

 

当需要最高40 V的电压?；な保似骷腏FET?；た商峁┭细袷芸氐?、可靠的、完全明确的?；し桨浮Ｕ獬３Ｓ胧褂肊SD二极管的?；し桨赶喾?，后者关于二极管限流的信息常常指定典型值，甚至完全不明确。