[参考译文] LM393：同相输入端的负输入电压(以及电流)会造成多大的损坏？

您好、Nitish、

绝对最大值为50mA、但这很重要...我们建议使用10mA 或更低电流。  大约需要-1V 才能获得50mA。 到那时、输出可能不正确。

请参阅 LM339系列应用手册、其中涵盖了第2.6节中的反向电压。

 https://www.ti.com/lit/an/snoaa35a/snoaa35a.pdf

当输出被拉至接地引脚以下时、可能会出现反转或不正确的输出。 这可能会在低至-400mV 时发生、具体取决于温度。 我不会使用如图所示的电路。

您可以使用"上下颠倒"分压器将负电压电平转换为高于0V 的电位、而不是将负电源分压。

您好 Paul、

感谢您的盛情响应和应用手册链接、以及有关如何修改电路的建议。

第2.6节似乎表示当电流增加到几 mA 时会发生损坏：

"当输入电压为-0.3V 时、明显的纳安电流将开始流动、 并且随着二极管开始导通、电流将增加到几十毫安"。

但是、在我们的电路中、由于电阻器值较高、电阻值为130kohm、因此从同相输入流出的最大电流为19.3uA。

此外、我们无法理解输出反转会导致什么问题。  3.3V 的上拉电阻值为510k、负载电阻(未显示)为1Mohm。  所有这些高阻值电阻器都不应允许任何破坏性电流。

遗憾的是、此时我们没有更改电路的自由。

我们希望确保正确识别问题。  请您进一步答复。

此致、

Nitish Agrawal

您好、Nitish、

即使大电流不以-0.5V 的电压流动、反向电压也会导致输入级发生故障。 在-0.5V 时、电流大约为2uA

在此电压下、输出可能会随机翻转状态(不再保持"低电平")。 这种行为会因器件而异-因此、仅由于一个器件"行为"、可能有一些器件不会。

额定输入范围低至0V、绝对最大值为-0.2V。 TI 建议保持在指定的电压范围内。

您不会"损坏"设备、但您会面临操作不当的风险。 输出可能随机翻转、甚至不响应。

这在运行期间是正常的吗？ 还是在故障情况下？

尊敬的 Paul：

感谢您昨天的支持。

您能否为 LM393推荐一个引脚对引脚以及 SO-8封装兼容的替代器件、以便在遇到负输入电压时不会在意外状态下锁存(或损坏)？

当它遇到负输入电压时、我们不一定需要它的输出有意义。  我们只希望它在负输入条件消失后恢复正常运行。

此致、

Nitish Agrawal

尊敬的 Paul：

我们昨天还有关于您的评论的另一个问题：

您提到、当前电路不会 "损坏"LM393器件、但输出可能随机翻转甚至不响应。

您是否想澄清一下、当移除负输入电压时、LM393比较器是否会恢复正常运行？  在我们的产品中、一旦负输入被移除、LM393将不会恢复正常运行。

我们之所以提出这一问题、是因为我们想要确定 LM393在我们的产品中无法使用的正确原因、以便我们能够解决该问题。

此致、

Nitish Agrawal

您好、Nitish、

它应该恢复正常运行、但可能需要几微秒-比正常传播延迟长。

这是直流电压吗？ 还是交流信号或脉冲？ 电源或输出端是否存在瞬变？

您可以尝试使用多个器件、但任何器件都无法轻松处理-500mV 输入。

您可以尝试使用新的 LM393B 或原始 LM393-N (National Semi 版本)。 或者、对于不同的架构、请尝试使用 TLC393、TLC372或 TLC352。

遗憾的是、您在一个特征区域内运行、因此您实际上必须确定哪种器件在您的电路中表现最佳。

我建议您查看是否可以调整应用手册第2.9.2.1节中显示的"分割分频器"。 这样可以对负摆幅进行削波和分频...尽管分频比非常低...但它可能会有所帮助。

尊敬的 Paul：

感谢您的答复和建议...我们对此表示感谢。

负电压是直流电压。  没有瞬变...但是、负直流电压确实突然出现。

您建议的所有器件都应注明 ABS。 根据其数据表、输入引脚上的最大额定值为-0.3V。

我们发现 OPA2237....it 可以处理-0.7V 的电压。  您能否推荐可处理高达-0.9V 电压的器件？

由于我们已经投入生产、因此我们不希望重新进行布局。  简单的器件交换是最好的。

此致、

Nitish Agrawal

Nitish

如 Paul 所述、当输入突然变为-4V (电阻分压器后的输入引脚上的-0.5V)时、我们不会预计会发生任何损坏。  输出状态可能会由于该负输入电压而改变状态、但器件将从此情况中恢复。  遗憾的是、我们必须提供的最大负绝对最大输入电压范围为-0.5V。  这在 TLV1702上、但该双路比较器仅采用 VSSOP 封装、并且采用 SO8封装。  根据提供的所有信息、最好保留使用 LM393。 在正常运行时、更改为不用作比较器的放大器会有其他缺陷。  因此、我们不建议将其作为一个选项。

卡盘

你好、Chuck、

感谢您的回答。

在我们的案例中、LM393似乎没有恢复、至少在我们拥有的其中一个单元中是如此。

您对 OPA2237有何看法？  它的数据表显示它可以处理输入上的 VSS--0.7V……并且采用 SO8封装。

此致、

Nitish Agrawal

你好、Chuck、

我刚才意识到 OPA2237是运算放大器、而不是比较器。

此致、

Nitish

不用担心。  您的设计难题是一个难题。  遗憾的是、我不确定您是否会找到不需要更改硬件的解决方案。

卡盘

您好、Nitish、

您可以尝试增加分压电阻器的值以降低可用电流、这将更早地钳制。

尝试将 R63和 R64值加倍(保持比率)、看看它是否仍然锁存。 或重新计算电阻器值以增加 R63 (~250k)以降低可用电流。

尊敬的 Paul：

感谢您的回答。

我们可以肯定地增大分压电阻器的值。  您是否想澄清一下您的意思："...那么、哪一个会更早地钳制。"？

供参考、该特定的 LM393比较器电路不会遇到缓慢移动的输入电压。  这意味着检测输入的突然变化。

这就是我们考虑使用 OPA2237等运算放大器的原因、该运算放大器可以在其低于负电源轨的输入(-) 0.7V 处进行处理。

此外、LM393比较器输出目前在我们的方案中驱动 NPN 晶体管的基极。因此、如果使用 OPA2237替换 LM393、则 OPA2237的非逻辑电压输出不是问题。

在这种背景下、您是否仍然认为 OPA2237不是一个好选择？

请您作出答复。

此致、

Nitish Agrawal

您将需要在放大器论坛上讨论放大器、该论坛适用于比较器、我们的经验不如 OPA2237上的放大器同行。

关于更改电阻分压器、我相信 Paul 的观点是、这将改变比较器在输入端看到的负电压。

卡盘