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[参考译文] TLC27L2:2V 时的对数光电探测器问题

Guru**** 670830 points
Other Parts Discussed in Thread: TLC27L2, TLV379
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/965059/tlc27l2-log-photodetector-problem-at-2v

器件型号:TLC27L2
主题中讨论的其他器件: TLV379

我们在由单个2V 电源供电的产品中使用 TLC27L2 (低于"C"后缀器件建议的3V 下限)。

该器件用作(双路)光电探测器和对数放大器(对数跨阻放大器)。

PCB 使用2.5微安到2.5纳安的仿真光电流进行测试、检查每十倍频电流变化的~60mV 输出变化。

对于大约5%的 PCB、当电流低于25纳安时、每十倍频程的输出电压变化会上升、远远超过运算放大器偏置电流仅为60pA (室温下)时的预期值。  如果换出运算放大器、则 PCB 通过测试。

这似乎不是 PCB 上的泄漏问题-在测试之前、PCB 使用保护环进行布局并仔细清洁。  多次清洁故障 PCB 不能解决问题、但更换运算放大器可以解决问题。

问题:导致此问题的原因是什么?  如果电源电压过低、偏置电流会增加吗?  或者是否有其他事情发生?

感谢你的帮助。

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    您好、Charles、

    原理图很有用:-)

    Kai

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    您好、Charles、

    正如 Kai 提到的、您能否提供原理图? 此外、是否在系统上执行了任何其它测试、抢先这听起来像是一个 EOS 边沿条件。

    最棒的
    Jerry

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    Kai、

    给你。  (两个检测电路是相同的。)

    谢谢、Charles

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    您好、Jerry、

    对数一致性测试实际上是在该电路上完成的唯一测试。

    运算放大器似乎没有损坏-只要(仿真)光电流足够高、我们就可以重复多次测试、电路工作正常。  问题是在光电流较低的情况下与良好的对数性能偏差。

    此致、Charles

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    您好、Jerry、

    我在线程中放置了一个原理图(我尝试将其添加到我的第一个帖子中、但显然它不起作用)。

    对数一致性测试实际上是在该电路上完成的唯一测试。

    运算放大器似乎没有损坏-只要(仿真)光电流足够高、我们就可以重复多次测试、电路工作正常。  问题是在光电流较低的情况下与良好的对数性能偏差。

    我在该线程中放置了一个原理图。

    此致、Charles

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    查尔斯

    我刚刚重新阅读您的帖子、并注意到您正在为其供电、但电源电压低于最低电源电压。 您不能期望在低于最小电源电压的情况下具有可靠的性能、因为存在的电压可能不足以偏置晶体管。 即使95%的器件达到预期性能、我们也无法建议/支持在数据表条件之外运行。

    提供3V 电压时、电路是否通过? 通过为其提供2V Vcc、并让您的"信号零点"(我认为这是您的共模)、您至少违反了两个规格、即输入共模范围和电源电压范围。 输入共模应为 Vcc-1.5V、即0.5V、而不是1.25V。  

    最棒的
    Jerry

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    Jerry、

    您询问了光电二极管输入连接了什么、运算放大器输出连接了什么。

    在测试中、输入是一个可变直流电压(相对于信号零)与一个1mg 电阻器串联、以形成一个简单的可变电流源、馈入运算放大器反相输入/晶体管集电极。

    运算放大器输出具有10K 电阻负载。

    您还指出、该电路违反了运算放大器的共模规格。  感谢您的发现。  (我继承了电路、从未如此仔细地查看过它-部分原因是我们制造了数千个此器件、因此我认为设计必须良好!)  令人惊讶的是、我们没有看到更多问题。

    此致、Charles

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    您好、Charles、

    如果您决定交换器件、以下 是20个具有 以下特征的器件的列表:

    • 2通道
    • 轨到轨输入
    • Iq/通道小于或等于10uA
    • 支持2V 或更低电源电压
    • 目录器件

    您还可以按偏置电流对其进行排序或滤波、因为这在您的应用中可能是一个注意问题。  我没有仔细检查过您的案例、但根据您的1M Ω 测试阻抗和您当前使用的器件、我猜这可能是一个相关的规格。

    此致、
    Daniel

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    您好、Charles、

    您的光电二极管的检测器电容是多少?

    Kai

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    谢谢、Daniel。  我要看一下。

    偏置电流当然是一个问题、共模电压范围也是如此。  以及封装和引脚排列、因为我们需要在用于防护环的关键引脚周围留出足够的间隙。  有很多需要思考的地方。

    此致、Charles

     

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    Kai、

    光电二极管电容为730pF。

    不过、请注意、在未连接光电二极管的情况下进行测试时会发生故障。  对于测试、我们将电压源与输入测试电流的1M 电阻串联、电容可能大约为5pF。

    此致、Charles

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    您好、Charles、

    我可能会这样做:

    e2e.ti.com/.../charles_5F00_tlv2379.TSC

    e2e.ti.com/.../charles_5F00_tlv2379_5F00_1.TSC

    Kai

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    忘了这个:-)

    Kai

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    Jerry、

    我终于重新测试了具有四个 IC 的电路、这些 IC 先前未通过2V 电源的 LOG 一致性测试。  这次电源电压为5V、"信号零"电压为1.25伏(如前所述)。  在理论上、该解决方案应同时解决低电源电压和高共模电压问题。

    有趣的是、该电路在2V 和5V 下的表现完全相同、因此低电源电压和高共模电压似乎都不是在低(模拟)光电流时偏离良好 LOG 性能的原因。

    还有其他什么可能发生的情况?  我很难想到偏置电流过大(它必须超出规格。 [除非 ESD 损坏])。  低开环增益?

    此致、Charles

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    嘿、Charles、  

    您是否尝试过上述 Kai 的建议?

    我想、由于您已经为器件供电、使其低于最低电源电压、这4个 IC 已经损坏。

    我知道您说过、它们看起来没有损坏"运算放大器看起来没有损坏-只要(模拟)光电流足够高、我们就可以重复多次测试、电路工作正常。  问题是光电流较低时对数性能的偏差。" 但有时器件可能看起来未损坏、并且 IC 的小部分会损坏。  

    我建议使用新 IC 重复5V 测试、以验证您的设置是否正确、此外、我还将探讨上述 Kai 的一些建议。  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州  

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    Caro、

    不、我没有尝试过 Kai 的建议。  我正在尝试尽量减少对现有产品的更改、该产品仅有2V 和5V 电源。  此外、将基准电压更改为500mV 会限制后续级中器件的范围。  不过、TLV379运算放大器可以很好地替代 TLC27L2CP。

    我不关注低电压问题。  如果为低于最低电源电压的器件供电会损坏器件、那么在为其供电时是否会损坏器件?

    我认为电路在传统的损坏途径中是安全的:1.5v 基准源自2V 电源、因此电源电压始终大于输入电压。  运算放大器输出完全没有负载-它通过10K 电阻器到达后续放大器的加法点。

    此致、Charles

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    嘿、Charles、  

    我想、在器件以较低电压供电后、您已经向其施加了输入信号。 我误解了你吗?

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    Caro、

    输入信号是电流(与1mg 电阻器串联的电压源)。

    在最坏的情况下、电压源输出3.75伏(比1.25V 信号零高2.5V)、以提供2.5微安仿真光电流。  远低于5mA 最大输入电流。  (几乎所有电流都应流经晶体管、而不是运算放大器。)

    此致、Charles

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    您好、Charles、

    我认为这与运算放大器的输入失调电压有关,这是通过“V3”的帮助模拟得出的:-)

    e2e.ti.com/.../charles_5F00_tlv2379_5F00_2.TSC

    Kai

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    Kai、

    这是一个非常有趣的想法。  感谢您回复并进行仿真。

    我正在使用一个简单的测试仪来测量一些运算放大器参数、包括输入失调电压。  在几天内、我应该知道您是否发现了问题、并会告诉您。

    此致、Charles

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    Kai、

    高输入失调电压确实是问题所在。  我测试了 IC 是否通过 PCB 以及是否发生故障、这些 IC 的输入失调电压低于700微伏、在低仿真光电流条件下具有良好的对数性能、而那些具有较高输入失调电压的对数性能则较差。

    非常感谢您的建议!

    此致、Charles

     

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    欢迎您的到来:-)

    Kai