对高阻抗缓冲放大器实现ESD保护的应用电路设计

    二极管   和保护装置抑制瞬时高压静电放电。

在某些     测量   应用中,如pH值(酸度)和生物电势需要高     阻抗   缓冲     放大器   。虽然有几个半导体制造商提供具有低偏置和输入偏置     电流   特点的放大器芯片,配上     传感器       电缆   可能会因为ESD(静电放电)对放大     电路   造成损害。图1显示一种不令人满意的方法实现ESD保护。     电阻   R1抑制ESD的放电电流,而二极管D1A 和D1B钳住放大器IC1的输入到供电电源轨。不幸的是,当并联pH值传感器的为400MΩ输入阻抗时,即使采用低漏电流二极管,如     Fairchild   公司的MMBD-1503A,仍引入很大的偏置电压。

 对高阻抗缓冲放大器实现ESD保护的应用电路设计_设计制作_模拟技术

图2中的电路提供另一个方法。Analog Devices公司的低输入偏置,低偏置电流的AD8603放大器IC1,作为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 等于其输入电压VIN。因此,电压经过ESD保护二极管D1A 和D1B接近0V,二极管漏电流均不影响传感器输出信号。依靠ESD适用电路输入     连接器   的极性,其高电压放电通过二极管D1A 或D1B进入供电正向或负向电源。     电容   C1充当中间“电荷     存储器   ”,放慢ESD的上升速率,保护IC1的输出过程,从锁存到二极管D1A 或D1B开始分离ESD瞬流到正向或负向电源。实际上,C1补偿D1的寄生电容。电阻R3允许IC1来驱动电容负载,使C1不会进入振荡状态。

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在ESD事件中,D1和D2可以进行传导,但通过两个前置偏移二极管压降,VIN端的电压超出供电电源电压。电阻R1和R2限制放大器输入电流在制造商建议的最大5mA之下。

封装电路时,需要特别注意     电路板   的布局。电路板介     电性能   的缺陷会给寄生漏电流提供路径。在电路板的两面敷铜形成保护环,可以在电路高阻抗节点周围转移漏电流(图3)。

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