放大器IC手冊中絕對最大額定值
很不幸，構(gòu)建成功電路的方法有許多，但毀掉電路的方法更多；更不幸，我們所面臨的問題/故障有90%都與閱讀數(shù)據(jù)手冊時(shí)的粗心或誤讀有關(guān)。
ps：據(jù)說很多小伙伴都有因沒仔細(xì)閱讀數(shù)據(jù)手冊而導(dǎo)致不幸~你中槍了么？歡迎留言分享~
今天我們要從數(shù)據(jù)手冊中的規(guī)格下手，說說有關(guān)絕對最大額定值的一些常見問題，雖然這些問題的答案看似很明顯，但卻經(jīng)常被誤解……開始閱讀，看您中過招沒↓↓↓
Q
放大器的工作參數(shù)可以略微高于絕對最大額定值嗎？
絕對不可以。必須遵循數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定的絕對最大額定值，以防對器件造成永久性的損壞。絕對最大額定值表示器件可以承受的限值，而不是器件可以正常工作的限值。
例如，當(dāng)輸入電壓大于絕對最大額定值時(shí)，結(jié)果會導(dǎo)致運(yùn)算放大器的輸入差分對擊穿，從而造成過大的故障電流。這不但會導(dǎo)致參數(shù)性能變化，還會造成金屬遷移，隨著時(shí)間的流逝，結(jié)果會對器件造成永久性損壞。
簡言之，務(wù)必與最大額定值保持距離，否則，器件很可能遭到破壞！
絕對最大額定值表列出了電壓、溫度和允許電流的最大限值。注意，超出絕對最大額定值可能會導(dǎo)致器件永久性損壞。這只是額定最值，并不能以這些條件或者在任何其他超出本技術(shù)規(guī)范操作章節(jié)中所示規(guī)格的條件下，推斷器件能否正常工作。長期在絕對最大額定值條件下工作會影響器件的可靠性。
圖1. 絕對最大額定值示例表
可以對運(yùn)算放大器施加的最大電源電壓取決于制造工藝。這里指的是瞬時(shí)值，而非均值或最終值。咱們ADI的低電壓CMOS運(yùn)算放大器一般限為6 V，高電壓雙極性器件則限為36 V。
最大輸入電壓取決于運(yùn)算放大器的輸入級架構(gòu)和電源電壓。幾乎所有運(yùn)算放大器均由ESD二極管提供保護(hù)。輸入ESD二極管決定著輸入電壓可以超過電源電壓的程度。一般地，輸入電壓不得超過供電軌的一個(gè)二極管壓降(約為300 mV至700 mV，視溫度而定)。當(dāng)運(yùn)算放大器的工作電壓超過輸入電壓范圍但處于絕對最大值以內(nèi)時(shí)，其參數(shù)性能會發(fā)生變化。運(yùn)算放大器不會受損，但可能無法正常工作，例如，它可能反相，輸入偏置電流或輸入失調(diào)電壓可能大幅增加。一旦輸入電壓超過絕對最大值，運(yùn)算放大器就可能遭受永久性損壞。
許多人經(jīng)常會面臨一個(gè)問題――未供電運(yùn)算放大器輸入端存在電壓(電源時(shí)序所致)。這會違反絕對最大額定值限制，導(dǎo)致輸入過壓，并且可能損毀器件。解決此問題的一個(gè)簡便辦法是使用集成輸入過壓保護(hù)的放大器。供應(yīng)商集成了片內(nèi)輸入過壓保護(hù)電路，以此作為分立式模擬解決方案的便捷替代方案。
舉個(gè)例子，ADI的過壓保護(hù)(OVP)精密放大器ADA4091-2允許輸入電壓最多比電源電壓高或低25 V，而不會對器件造成損壞。
最大差分輸入電壓指可以在輸入端之間施加但不會誘發(fā)過大電流的最大差分電壓。有些運(yùn)算放大器(見圖2)利用內(nèi)置背靠背二極管來保護(hù)輸入級，防止基極-發(fā)射極擊穿。通過
輸入端之間的箝位二極管數(shù)量，可以大致推知最大輸入差分電壓。
圖2. 輸入差分電壓保護(hù)
絕對最大額定值表還包括輸入端允許的最大輸入電流。如果數(shù)據(jù)手冊中未提供關(guān)于最大輸入電流的信息，一條不錯的經(jīng)驗(yàn)法則是，始終把輸入電流限制在5 mA以下；如果預(yù)計(jì)輸入電流大于絕對最大值，則在輸入端插入串聯(lián)電阻，對流入器件的電流進(jìn)行限制。但這樣做會帶來噪聲并增加輸入端折合失調(diào)電壓。
Q
當(dāng)超過絕對最大額定值時(shí)，器件會立即發(fā)生故障嗎？
當(dāng)超過絕對最大額定值時(shí)，有幾種故障模式――1當(dāng)超過最大額定值時(shí)，器件會立即發(fā)生故障。
當(dāng)對放大器施加超大電壓時(shí)，比如，對6 V CMOS放大器施加30 V電源電壓，內(nèi)置晶體管或結(jié)點(diǎn)幾乎會立即發(fā)生故障。然后，器件會遭到永久性損壞。
2如果超過絕對最大額定值持續(xù)一段時(shí)間，結(jié)果可能導(dǎo)致器件故障。
有時(shí)候，在承受過大電壓或電流時(shí)，器件不會立即發(fā)生故障，但長期如此則會最終遭受損壞。例如，在短時(shí)間內(nèi)，對6 V放大器施加7 V的電壓可能是可以接受的。然而，當(dāng)器件持續(xù)遭受過壓時(shí)，結(jié)點(diǎn)會變?nèi)酢Ｗ詈?，器件會發(fā)生故障。這種情況下，器件的長期可靠性會遭到極大破壞。
3超過絕對最大額定值會導(dǎo)致性能下降和結(jié)點(diǎn)過熱，最終會導(dǎo)致器件故障。
過大的輸入電流可能導(dǎo)致參數(shù)性能變化和金屬遷移。隨著熱量越聚越多，結(jié)點(diǎn)熱限值也可能被超過。即使不超過結(jié)點(diǎn)熱限值，較高的結(jié)點(diǎn)工作溫度也可能導(dǎo)致器件壽命大幅縮短。
結(jié)論為了避免對放大器造成任何損壞，有必要防止超過絕對最大額定值；為了延長器件壽命，也有必要在絕對最大額定值的基礎(chǔ)上擁有充足的安全裕量。
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