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具有静电放电保护特性的高阻抗缓冲放大器输入

Eugene Palatnik?? Waukesha?? WI?? 2006年12月04日 ?? 收藏0

  PH值(酸碱度)和生物电位等特性测量需要高阻抗缓冲放大器。虽然几家半导体制造商提供具有较低偏置电流和偏移输入电流的放大器IC,但把传感器电缆连接到放大器电路可能会遭到ESD(静电放电)损害。图1示出了一种并不令人满意的ESD保护方法。电阻器R1 限制了ESD事件的放电电流,二极管D1A和D1B把放大器IC1的输入箝位到它的电源。遗憾的是,在分流PH值传感器的400MΩ输入阻抗时,即使是低泄漏二极管(比如Fairchild Semiconductor公司的MMBD-1503A)也会引入很大的偏移电压。

图1示出了一种并不令人满意的ESD保护方法


  图2中的电路提供了一种替代方法。Analog Devices公司的低输入偏置电流、低偏移电流AD8603放大器IC1充当单位

增益输入缓冲器。对于任何正常输入,电路的输出电压VOUT等于它的输入电压VIN。因此,ESD保护二极管D1A或D1B的电压接近0V,两支二极管的泄漏电流都不会影响传感器的输出信号。根据施加到电路的输入连接器的ESD事件的极性,它的高压尖峰通过二极管D1A或D1B放电进入正或负电源。电容器C1充当了中间“电荷储存库”,它放慢了ESD尖峰的上升速率,并在二极管 D2A或D2B开始把ESD瞬态转入正或负电源之前,保护IC1的输出级不被闭锁。实际上,C1补偿了D1的寄生电容。电阻器R3使IC1能在不进入振荡的情况下,驱动C1带来的电容性负载。

图2中的电路提供了一种替代方法


  在ESD事件期间,D1和D2都能导通,但VIN的电压只超过电源线路电压两个前向偏置二极管电压降。电阻器R1和R2把放大器输入端的电流限制在制造商推荐的5mA最大额定电流以下。

  在封装该电路时,应特别注意印制电路板的布局。板的电介质特性的缺陷可能会提供寄生泄漏电流路径。如果在板的两面添加铜迹线来组成电路的高阻抗节点周围的防护环,就可以使泄漏电流转向(图3)。

如果在板的两面添加铜迹线来组成电路的高阻抗节点周围的防护环


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高阻抗? 缓冲放大器? 静电放电保护?

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