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[参考译文] OPA656:ESD 二极管似乎不存在!

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA656, OPA627
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1101863/opa656-esd-diodes-don-t-seem-to-be-present

器件型号:OPA656
主题中讨论的其他器件: OPA627

数据表显示、OPA565具有内部 ESD 保护二极管、通常可处理30mA 的连续电流。 这是真的吗? 我的测试根本没有反映出存在任何输入保护!

我对 OPA656进行了应力测试、以便为输入保护选择合适的电阻。

测试设置:

  • 非反相输入接地的 TIA 配置。 +-5V 电源。
  • 反馈电阻器100kOhm、10pF 电容器并联(未显示电容)。
  • 反相输入上的输入保护电阻器、1nF 并联以防止不稳定性。
  • 我还在同相输入端添加了一个输入保护电阻器、以便在反相引脚的输入保护二极管正向偏置时测量该引脚是否有任何电流从该引脚流入接地端。 还添加了1nF 并联以防止不稳定性。

步骤:

我逐渐向超出+-5V 电源轨的输入保护电阻施加电压、测量电阻器上的压降以及反相输入引脚和电源引脚之间的电压差(测量内部 ESD 二极管压降)。 然后、我从输入保护电阻器中移除外部电压源、并测量输入失调电压、以查看其是否增加到超过数据表中指定的裕度(25mV 典型值、25C 时最大值1.8mV)。

结果:

  • 测试1:
    • 我测得的输入失调电压为0.3mV
    • 对于 R-= 4.3k Ω 且 R+= 0 Ω、我向 Vin 施加了25伏电压几秒钟、这意味着流入反相输入的电流为~4.7mA。
    • 消除过压条件后、输入失调电压测量值为10.9mV。
  • 测试2:
    • 已用新的 OPA656替代损坏的 OPA656
    • R-= 100kOhm、R+= 100kOhm
    • 我向 Vin 施加7.5V 电压几秒钟、测量~2V R-两端的压降、这意味着流入反相输入的电流为~20uA。
    • 输入失调电压从过压事件之前的0.1mV 增加到了之后的1.1mV。
  • 测试3:
    • 使用了与测试2相同的 OPA656
    • 我改变施加到 Vin 的电压、并使用多个 R-和 R+值、将20uA 到4.6mA 施加到反相输入。 我观察到同相引脚的电流范围为0 - 53uA。
    • 在测试过程中、输入失调电压从1.1mV 增加到2.8mV

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    您好、Matthew、

    为什么不使用数字万用表的二极管测试仪功能进行测试? 拿一个裸的 OPA656、将正极连接到 OPA656的正输入、将负极连接到正电源电压引脚。 你看到什么?

    Kai

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    您好、Matthew、

    25V 似乎有点过大、这种连续过压情况是否在您的系统设计中真正可行? 我向您保证器件中存在 ESD 保护、旨在除了瞬态 ESD 事件之外、还提供"中等"输入过驱保护。 如果您让设备处于未通电状态一段时间、偏移会恢复吗?  

    最棒的

    Sam

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    我已经从我执行的测试中获得了此信息。 这是反相输入和 Vdd 之间二极管压降的 I-V 关系:

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    25V 可能是我们系统中的瞬态、但由于 我使用的输入电阻较大、我认为在连续条件下测试它不会是问题。 数据表明确指出、二极管应能够连续(通常)处理30mA 电流。

    SAT 通电后、上电时输入偏移电压仍为2.4mV。  

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    您好、Matthew、

    为清楚起见、您能否描述您的输入失调电压测量?

    最棒的

    Sam

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    您可能应该在电源上添加过驱保护二极管、如 BAV99、这些二极管将在内部二极管之前打开。  

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    您好、Matthew、

    OPA656在过压测试期间是否变热? 在此测试期间、OPA656的电源电流如何?

    您何时测量了增加的输入失调电压? 直接在移除过压之后? 还是在断电和上电之后? 过压消除后、您等待输入失调电压测量的时间有多长?

    我会非常小心地处理这项有关内部保护计划的启动工作。 正如 Michael 所说、我始终会添加外部保护二极管和分压器、以防止任何输入或输出电压超过电源轨0.2...0.3V。 这与数据表中的内容无关。 遇到不必要的锁定或闩锁的风险太高。

    Kai

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    我担心在电源轨上使用导流二极管、因为我必须担心二极管上的反向泄漏电流。 我需要精度/一致性<= 100pA。

    现在、我将介绍低泄漏 ESD 双向齐纳二极管、因为它们被钳位到接地、在正常运行期间、二极管上不会有电压。

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    我测量 两个相对于接地的输入引脚。 我使用示波器探针同时检查我的 DMM 引线是否导致振荡、而不是振荡。

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    您好、Matthew、

    例如、有 BAV199等低泄漏二极管。 OPA627数据表的图33显示了一些其他出色的替代方案、例如2N4117A。

    Kai

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    如果正向压降足够低、则可以使用这些方法。 但是、如果我不明白为什么我看到运算放大器在输入引脚电流低至几十微安时受到损坏、那么外部保护二极管的钳位将不够低。

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    我在使用热像仪观察 IC 时重复了其中一项测试。 在电压过载期间温度没有变化。 流入反相输入的电流为~200uA。

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    您好、Matthew、

    为什么不使用外部二极管检查性能? 采用全新的 OPA656、在输入端接地的情况下、在输入端之间安装具有合适限流电阻的外部保护二极管、并在钳位二极管和 OPA656的输入端之间连接一个小电阻器。 此外、还将外部钳位二极管从输出端连接到电源轨、并在钳位二极管和 OPA656输出端之间安装一个小电阻器。

    顺便说一下、您是否已确认电源电压在测试期间没有上升到危险水平? 电源电压能否吸收反向电流?

    Kai

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    您好、Matthew、

    您对 Kai 和 Michaels 的建议是否成功? 如果没有、您能否分享您的失调电压测量方法、以便我们可以确认在应力测试后该器件是否确实超出规格?

    最棒的

    Sam

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    当过压事件是瞬态的而不是持续的时、内部 ESD 二极管和输入引脚似乎正常。 看一下低泄漏导流二极管的规格、我相信将它们添加到输入中会给我的电路带来不可接受的泄漏。 因此、我将尝试添加一个双向齐纳 TVS 二极管、以将输入钳制到串联保护电阻器之后的接地端。 我还没有尝试过这种方法、因为我选择的器件是0201封装、无法简化原型设计。

    如果我找不到合适的保护/钳位二极管、那么我将不得不希望一个大值电阻器足以应对瞬态事件。 问题是这些瞬变是由固件而不是硬件检测和纠正的。 否则、它们可能是连续过压事件。

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    您好、Matthew、

    [引用 userid="224310" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forumes/1101863/ opa656-ESD-dexample-do-don, don-tsense-wave-present /4098828#4098828")查看低漏电导向二极管的规格时,我相信将它们添加到输入端会导致泄漏电路中。 因此、我将尝试添加一个双向齐纳 TVS 二极管、以将输入钳制到串联保护电阻器之后的接地端。[/quot]

    2N4117A 显示的泄漏电流最大为1pA。 低成本版本 MMBF4117的最大值为10pA。 另一方面、TVS 显示出更高的泄漏电流。

    [引用 userid="224310" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forumer/1101863/opa656-ESD-dolics-do-do-t-d似乎 不存在/4098828#4098828"]由于我选择的器件是0201封装、因此我还无法尝试此操作、因为我选择的器件本身并不容易进行原型设计[引用/引用]。

    您选择了哪一个?

    Kai