電氣過應力(EOS)描述了由超出設備規格限制的電流或電壓引起的電氣設備損壞。但是,讓我們進入底線。熱損傷表現為明顯熔化或燒焦的金屬、碳化模塑料和其他熱損傷跡象,例如金屬線和熔化或汽化的鍵合線。
在電氣方面,該器件以多種方式表現出災難性故障:供應或吸收過多的電源電流,表現為電源電壓和接地之間的低電阻,電源或接地的輸入或輸出引腳短路,或與一個或多個引腳的開路連接,以及在大多數情況下,功能故障。EOS事件可以是短暫的,只持續幾毫秒,也可以持續到超出規格的情況持續存在。EOS可以由單個非重復性事件產生,也可以是正在進行的周期性或非周期性事件的結果。
在之前的博客中,“使用ESD電路解決所有問題?買家當心!“我們了解到EMI信號會干擾并使用簡單的運算放大器(op-amp)造成嚴重破壞。在該系統中,將電路信號添加到注入的EMI事件中,使器件的輸入級超出電源規格。
EOS事件的另一個應用場景是運算放大器的輸入信號先于電源電壓。緩沖器配置的放大器容易受到這一系列上電事件的影響(圖1)。
圖1.緩沖器配置中的單電源放大器。
請看圖1,想象電路板的輸入電阻為零歐姆。輸入電壓(V在) 和隨后的電流 (I在) 穿過信號非常小的源電阻 (RS),然后直接進入運算放大器的同相輸入。在理論放大器緩沖器配置中,放大器輸出電壓(V外) 將匹配放大器輸入電壓。實際上,電源電壓較晚,放大器的壓擺率會減慢這一過程。
如果輸入源通過放大器的電流不受控制,這種情況可能會損壞輸入ESD保護內部晶體管。例如,假設電源在 50ms 內從 0V 緩慢斜坡上升至 5V,而 3.5V 輸入信號在電源開始斜坡后 5ms 施加(圖 2)。
圖2.潛在不良 EOS 事件的時序圖。
在圖2中,這種情況的問題是輸入最初高于正電源軌電壓。該高壓接通放大器的正ESD二極管,初始電流尖峰大于30mA。在電流尖峰之后,電流從大約17.5mA緩慢衰減至0mA。這種衰減一直持續到電源和輸入之間的電壓差略小于0.6V。如果輸入源(V在) 具有低阻抗 (RS),并可以提供電流,然后有潛在的有害電流流過IC走線、ESD二極管和鍵合線。
這個美麗的模擬指出了問題;但是,在現實生活中,放大器的走線和結點會被破壞。所以,讓我們解決這個問題。通過包括 10kW 至 100kW 串聯輸入電阻 (R在),它將保護輸入電路免受損壞。使用輸入串聯電阻時,放大器輸入端的電壓將降低R在 x I在。
EOS在過壓、過流條件下會對組件造成熱損壞。目前,沒有針對EOS條件的行業測試標準。為避免 EOS 麻煩,請在上電和斷電活動期間控制電源斜坡并監控 I/O 引腳的狀況。正如我們在上一篇博客中所了解到的,可以屏蔽敏感的高阻抗走線免受EMI的影響。
審核編輯:郭婷
-
運算放大器
+關注
關注
215文章
4991瀏覽量
173803 -
emi
+關注
關注
53文章
3609瀏覽量
128432 -
EOS
+關注
關注
0文章
126瀏覽量
21269
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論