如何利用放大器設(shè)計(jì)魯棒高性價(jià)比的解決方案二

　　圖6所示的方法可能還有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是保護(hù)二極管會(huì)將過壓電流分流到電源中。例如，如果正電源無法吸收大量電流，過壓電流就可能迫使正電源電壓提高。

　　防止這一現(xiàn)象的一種方法是在正輸入與地之間使用背靠背齊納二極管，如圖8所示。超過D1或 D2的齊納電壓時(shí)，二極管將過壓電流分流到地，從而保護(hù)電源。這種配置能夠防止過壓期間的電荷泵效應(yīng)，但齊納二極管的漏電流和電容高于小信號(hào)二極管。此外，齊納二極管的漏電流曲線具有軟拐點(diǎn)(soft-knee)特征。在放大器的共模范圍內(nèi)，這會(huì)帶來額外的CMRR損失，如前所述。例如，BZB84-C24是一個(gè)背靠背齊納二極管對(duì)，工作電壓范圍為22.8 V至25.6 V，反向電流額定值為50 nA(最大值，16.8 V時(shí))，但制造商并未說明接近齊納電壓時(shí)的漏電流是多少。此外，為實(shí)現(xiàn)更陡的擊穿特性，齊納二極管一般采用比小信號(hào)二極管摻雜更重的擴(kuò)散工藝制造，這就導(dǎo)致寄生電容相對(duì)較高，因而失真(特別是在幅度較高時(shí))和失穩(wěn)的可能性更高。

　　圖8. 利用限流電阻和兩個(gè)齊納二極管提供外部保護(hù)的精密運(yùn)算放大器

　　早期集成過壓保護(hù)

　　上面討論了放大器的一些常用外部保護(hù)方法的缺點(diǎn)。如果放大器本身的設(shè)計(jì)能夠耐受較大的輸入過壓，那么其中的一些缺點(diǎn)是可以避免的。圖9顯示了差分輸入對(duì)采用的常見集成保護(hù)方案。

　　圖9. 帶阻性過壓保護(hù)的差分輸入對(duì)(未顯示ESD保護(hù))

　　在該電路中，兩個(gè)放大器輸入端均有輸入保護(hù)電阻。雖然一般情況下只有一個(gè)輸入端需要過壓保護(hù)，但使各輸入端的寄生電容和漏電流均衡可以降低失真和失調(diào)電流。此外，二極管不必處理ESD事件，因而可以相對(duì)較小。

　　增加電阻，無論是外置還是內(nèi)置，均會(huì)增加放大器的和方根(RSS)熱噪聲(公式4):