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[参考译文] LM139-SP:负输入电压和保护

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: LM139, LM139-SP
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/1123394/lm139-sp-negative-input-voltage-and-protection

器件型号:LM139-SP
主题中讨论的其他器件:LM139

大家好、我将此器件用于航天级设计。  在 TI 数据表和 DLA SMD 5962-96738数据表上、我看到这个脚注说明了在输入电压低于-0.3V 时可耐受的最大电流。

'此输入电流仅在任何输入引线上的电压驱动为负时存在。 这是由于输入 PNP 晶体管的集电极-基极结正向偏置、因此充当输入二极管钳位。 除了这个二极管动作之外、IC 芯片上还有横向 NPN 寄生晶体管动作。 在输入被驱动为负值的持续时间内、这个晶体管动作会导致比较器的输出电压达到 V+电压电平(或者在一个大过驱时接地)。 当负输入电压在+25°C 时再次返回大于–0.3V 直流的值时、这不是破坏性的、正常的输出状态将重新建立。"

我设计了以下电路  

输入是此类全桥电路的感应电阻器。 感应电阻为0.5欧姆、最大电流为1.5A、因此比较器输入端的电压应为0.75V。 在某些开关条件下、电流反向流动、因此比较器输入端存在-0.75V 电压。 肖特基二极管可限制负偏移、而2k2可将从 LM139汲取的电流限制在远低于数据表中的限值。

从脚注中、我假设即使比较器的输入略低于-0.3V、这种情况也没有破坏性、因为电流受到限制。

我的问题是关于脚注的这一部分: "除了这个二极管动作之外、IC 芯片上还有横向 NPN 寄生晶体管动作。 在输入被驱动为负电压的持续时间内、这个晶体管动作会导致比较器的输出电压达到 V+电压电平(或者在一个大过驱时接地)。"  

假设 LM139-SP 输出为集电极开路、这种情况实际上会强制输出为 V+(驱动输出)、还是 仅意味着集电极开路输出变为开路且外部上拉会升高输出电压?

感谢您的支持。   

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    这意味着输出信号变为高电平、即输出引脚本身是开路的。

    《LM339、LM393、TL331系列比较 器应用设计指南》的第2.6/2.7节介绍了负输入电压会发生什么情况。 第2.9节给出了输入保护建议。

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    尊敬的 Guido:

    请注意、不要使用 LM139-SP 以外的器件数据表进行分析! 请记住、LM139-SP 的绝对最大额定值中未给出最大输入电流规格。 因此、您不能通过仅限制输入电流来简单地保护输入免受负向输入电压的影响。

    在任何情况下、都应避免输入电压变为大于-0.3V 的负值! 在输入电压始终高于-0.2V 的情况下、使用二极管钳位后跟分压器来设计输入电压!

    还要记住、共模输入电压范围始于0V、而不是-0.3V。

    Kai

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    感谢您的回答! 实际上、LM139-SP 的数据表(非商业数据表)指定了输入在绝对最大额定值中变为负时的最大电流  

    这个参数的脚注(3)就是我在最初的问题中提到的。 我仅使用 LM139-SP 数据表和  DLA SMD 5962-96738数据表、这是合格组件的数据表。 两者都指定了负输入的最大额定电流。

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    您好 Guido、

    '问题是、在将输入拖动到低于 GND 超过-1V 之前、您不会达到50mA。 因此、您会在超出50mA 之前很好地违反-0.3V 限制。

    请记住、ABS 最大限制意味着没有损坏-但不保证正常运行。 50mA 仍然让我感到很不想...

    脚注是对"反转"或输入被拖至接地以下时输出状态不正确的详细解释。 如果您从基板二极管中拉出50mA、我可以保证会有"不正确"的输出。

    简而言之、只要负瞬态保持>-0.3V、肖特基保护电路就可以正常工作。

    请记住、肖特基二极管的钳位电压会随钳位电流和温度的变化而变化。 因此、您应该增大 R374的值以最大限度减小二极管中的钳位电流(交换 R115和 R374)、使其钳位电流小于1mA (越低越好-只需观察泄漏效应)。 这也会使高电流远离信号布线。 尝试钳制在250-300mV 范围内(二极管数据表应具有 VF I/V 曲线)。

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    好的、非常感谢您的建议。