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12.1 TI 高精度实验室 - 运算放大器:电气过应力 (EOS) 1

大家好 欢迎来到 TI Precision Labs 德州仪器高精度实验室 本次课程开始 我们将讨论电气过应力 Electrical Overstress 在本次课程中 我们将讨论电气过应力的成因 并介绍几种可以提高 电路可靠性的抗电气过应力的方法 课程中所有的例子 都是基于运算放大器的 但是这几种方法 也可以用于其他的器件 在接下来的几个课程中 我们会详细的说明 如何去选择器件参数 以及用来确认电气过应力 是否可靠的测试方法 首先我们先来对比下 ESD 和 EOS 我们在另一个 TIPL1401 的 ESD 的课程中讨论过了 ESD ESD 也就是静电放电 它是一种在两个带相反电荷的 物体之间突发的电荷流动 ESD 是一个短时的事件 通长在纳秒的级别 ESD 的电压会很高 可以高达几千伏 脉冲上升下降沿都非常陡峭 电路在组装前和组装后 均有可能会发生 ESD 损坏 EOS 也就是电气过应力 会在外部加压超过芯片规定的 绝对最大电压值的情况下发生 EOS 是一个长时间的事件 它可能会是毫秒级数秒级 或者是持续的过压 通常 EOS 的电压水平 会比 ESD 的电压低 事实上很可能只是刚好超过 芯片规定的最大绝对耐受电压 例如一个芯片规定绝对最大值电压为 7V 但是当施加十伏的电压作用于芯片上时 将会导致芯片的 EOS 损坏 让我们以一个放大器的 EOS 事件为例 在这个例子中 放大器的供电为单五伏的供电 请注意 该例中五伏电源 是通过五伏输出的线性稳压器 也就是 LDO 来提供的 该电路的放大器的最大电源电压为五伏 但是放大器的输入端 连接了 15V 的过压这个过压 导致了 D3 的二极管导通 电流流过电源引脚和内部电流吸收电路 这样导致放大器的电源引脚电压升至 14.3V 这是由于线性稳压器不能吸收电流 因此不能再调节其输出电压导致的 在实际上这种情况下 LDO 输出端可以视为开路 这个 14.3V 的电压 超过了放大器的绝对最大值 在这种情况下 放大器内部的吸收电路会导通 以尽量保持电压 在绝对最大值的电压以下 一旦内部吸收电路导通 它会在断电之前一直导通 在这个模式下 内部吸收电路的导通阻抗很低 并且也会从 LDO 抽取大量的电流 这个大的电流会