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            如何利用放大器設(shè)計魯棒高性價比的解決方案二

            作者: 時間:2012-09-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            idows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  表1. 常用保護二極管及其對110 dB CMRR精密運算的影響

              

            如何利用放大器設(shè)計魯棒高性價比的解決方案二
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              圖6所示的方法可能還有一個缺點,那就是保護二極管會將過壓電流分流到電源中。例如,如果正電源無法吸收大量電流,過壓電流就可能迫使正電源電壓提高。

              防止這一現(xiàn)象的一種方法是在正輸入與地之間使用背靠背齊納二極管,如圖8所示。超過D1或 D2的齊納電壓時,二極管將過壓電流分流到地,從而保護電源。這種配置能夠防止過壓期間的電荷泵效應,但齊納二極管的漏電流和電容高于小信號二極管。此外,齊納二極管的漏電流曲線具有軟拐點(soft-knee)特征。在的共模范圍內(nèi),這會帶來額外的CMRR損失,如前所述。例如,BZB84-C24是一個背靠背齊納二極管對,工作電壓范圍為22.8 V至25.6 V,反向電流額定值為50 nA(最大值,16.8 V時),但制造商并未說明接近齊納電壓時的漏電流是多少。此外,為實現(xiàn)更陡的擊穿特性,齊納二極管一般采用比小信號二極管摻雜更重的擴散工藝制造,這就導致寄生電容相對較高,因而失真(特別是在幅度較高時)和失穩(wěn)的可能性更高。

              

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              圖8. 利用限流電阻和兩個齊納二極管提供外部保護的精密運算

              早期集成過壓保護

              上面討論了放大器的一些常用外部保護方法的缺點。如果放大器本身的設(shè)計能夠耐受較大的輸入過壓,那么其中的一些缺點是可以避免的。圖9顯示了差分輸入對采用的常見集成保護方案。

              

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              圖9. 帶阻性過壓保護的差分輸入對(未顯示ESD保護)

              在該電路中,兩個放大器輸入端均有輸入保護電阻。雖然一般情況下只有一個輸入端需要過壓保護,但使各輸入端的寄生電容和漏電流均衡可以降低失真和失調(diào)電流。此外,二極管不必處理ESD事件,因而可以相對較小。

              增加電阻,無論是外置還是內(nèi)置,均會增加放大器的和方根(RSS)熱噪聲(公式4):

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