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[参考译文] TLV3401:输入超出&quot 的影响;VCC + 5"

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV3401, TLV3402
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/894027/tlv3401-effect-of-an-input-exceeding-vcc-5

器件型号:TLV3401
主题中讨论的其他器件: TLV3402

我有一个问题是、以特定的方式超过 TLV3401输入的绝对最大额定值。 下面是我们刚才制作的电路的简化版原理图。 TLV3401用于根据 VBAT 分压器(1/3分压器)检测低电池电压。 电池电压转换为3.3V、为微控制器和负载开关供电。 微控制器可以启用/禁用为比较器(和其他电路)供电的开关3.3V。 负载开关具有一个内部120欧姆放电电阻器、该电阻器在开关关闭时出现。
我们最近的情况是、我们的电池电压比最初假设的大一些。 电池电压可能达到16.5VDC、而分压器输出则可能达到5.5VDC。 如果开关断电(例如,当电池首次连接或由 uC 控制时),TLV3401的 VCC 将为0VDC,而通过20兆欧电阻将5.5V 电压施加到“+”输入。 该电压超过了“VCC + 5”的绝对最大额定值。
您能否详细介绍 TLV3401的内部结构以及在 VCC = 0时向输入引脚施加5.5V 限流的效果? 是否存在损坏、可靠性降低等风险? 我认为在这种情况下 ESD 二极管通常会导通、由于电流受限、因此可能可以。 不过、我看到这篇针对 TLV3402 https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/t/209321的 e2e 文章、其中指出输入 ESD 单元被设计为保持关闭。

  • 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。

    Jeremy

    我不会指望器件会受到任何长期损坏、但当输入电压高于电源电压时、只要输入电压高于 VCC、输入电流就会显著增加、器件的性能就会下降。  5V 电源轨上电压主要是保护模式、而不是功能模式。  因此、我认为您不会对您描述的条件产生任何长期负面影响。

    卡盘

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    Jeremy

    感谢驻地专家 Thomas Kuehl、我相信您的问题将在下面得到解答。  感谢 Thomas 与我们分享您的知识和经验。

    卡盘

    TLV3402 输入电路很复杂,使用 两个不同的双极差分输入对。  第一对在 通过 大部分正输入 CMV 范围的 CMV 电平为0V 时有效。 然后、随着正 CMV 输入 电平的增加、第一 个差分对 开始关断 、  另 一个输入对变为激活状态。 当 CMV 接近并超过正电源轨电压(高达 Vcc + 5V)   时、该备用输入级会处理输入电平。此设计在完成此操作时不依赖于任何类型的分压器。 此外,输入 ESD 单元被设计成在  任何指定的输入电压电平下保持关闭,即使 超过正电源轨电压。”

    “您能不能更详细地介绍 TLV3401的内部结构 以及在 VCC = 0时对输入引脚施加5.5V 限流的效果吗? 是否存在损坏、可靠性降低等风险? 我认为在这种情况下,ESD 二极管通常会导通,而且由于电流有限,因此这可能是可以的。”

    TLV3401使用一个特定的 NPN 晶体管单元、该晶体管单元从每个输入和输出引脚连接到(V-)引脚。 就 ESD 事件而言、如果 ESD 极性为正并且相对于 V-具有足够高的幅度、NPN 晶体管将进入雪崩击穿。 如果 ESD 事件极性与 V-相反、为负、则 B/E 到 C 二极管会正向偏置。 在正 ESD 事件中、NPN 雪崩击穿在电压超过 TLV3401绝对最大电源电压17V 之前不会发生。对于负 ESD 事件、正向偏置结钳位在低得多的~0.7V。因此、 ESD 单元和差分输入级设计应能够承受16.5V 的 EOS 情况而不会造成损坏、尽管 TI 在数据表所涵盖的范围之外不作任何保证。 ESD 单元用于保护电路外 ESD 事件、而不是电路内 EOS 事件。

    您的电路中的真正备用保护是与 TLV3401输入串联的20兆欧电阻器。 即使将16.5V 电压施加到分压器上、并且某些器件确实打开、将输入电压拉至接近0V、电流也将限制在小于1uA 的水平。 电流不足以损坏 TLV3401输入电路内部的任何元件。 我们经常发现、简单的串联电阻器是保护运算放大器和比较器输入免受中等 EOS 事件影响的最有效方法之一。

    我同意 Chuck。 如果在您所示的电路中瞬间施加+16.5V 电压、则 TLV3401输入不会损坏或长期降级。

    此致、Thomas