daño del Op-Amp por la entrada flotante

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Tengo un circuito de amplificador operacional que tiene un bloque de interruptores DIP que se pueden usar para configurar la ganancia del circuito. Hemos tenido un fallo inusual en el circuito que parece estar relacionado con el cambio de interruptores DIP mientras la unidad está encendida. Este fallo solo parece ocurrir en ocasiones.

Mi sospecha es que los problemas se deben a que los interruptores están configurados y pasan a través de un estado tal que no se enciende ningún interruptor pero no hay evidencia de esto. Además, espero que si todos los interruptores se dejan abiertos, esto se convierte efectivamente en un seguidor de voltaje y debería intentar llevar el voltaje a cero voltios.

Esta es una versión simplificada de mi esquema OPA1 se suministra desde los rieles de + - 15V, el voltaje de entrada es de + -10v In- está conectado a cero voltios en una sección separada de mi circuito. La carga de salida es una segunda etapa del amplificador y presentaría una carga de aproximadamente 100k

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

¿Hay algo que pueda hacer al ajustar estos interruptores para destruir mi amplificador operacional en la medida en que libere el humo mágico y deje un pequeño cráter en la superficie del amplificador operacional?

    
pregunta Hugoagogo

2 respuestas

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La liberación de cráter y humo mágico es la mejor pista aquí. Recibí piezas con un agujero de cráter en una vida pasada como ingeniero de aplicaciones. Este es un indicador muy fuerte de que está causando una condición de bloqueo en su opamp. Esto puede suceder ya sea por un pico de voltaje en su carril de alimentación, o más comúnmente, al impulsar una de las clavijas de entrada por encima de su suministro positivo o por debajo de su suministro negativo.

Esta página de wikipeda explica latchup , aunque no explica claramente el mecanismo de activación. Este documento técnico de TI lo explica con mucho mayor detalle .

Un latchup puede ser activado por un pico de voltaje en el riel de alimentación, o por conducir la entrada o salida más allá del voltaje de la fuente de alimentación (por debajo de GND o por encima de V +) de manera que fluya suficiente corriente para activar la estructura de tiristor parásito inherente en CMOS dispositivos

Por ejemplo, digamos que tiene un cable largo en las entradas opamp. Lo ha desacoplado con condensadores de cerámica para filtrar el ruido como un ingeniero atento. Es posible que no se dé cuenta de que la conexión en caliente de este cable provocará que suene el LC (empeorado por la tapa de bajo ESR, como la cerámica) que excede en gran medida los rieles de suministro y el bloqueo del disparador en el circuito que detecta este cable. Este es un culpable común. Tengo diagramas de alcance de USB VBUS en el extremo del dispositivo que suena a un pico de 9 voltios cuando se conecta a una PC con un cable de 6 pies. Sobrecalentamiento, captación de ruido, timbre LC, etc. todo debe estar diseñado para cuando se trata de cables.

Para reducir la probabilidad de enganche, puede colocar resistencias en serie en sus entradas. Un problema probable es la entrada + de la opamp en su circuito. Una resistencia de 1k o mayor debería hacerlo.

Tenga en cuenta que no es la sobretensión de entrada o la baja tensión lo que daña el dispositivo en una situación de bloqueo. La sobretensión o la subtensión impulsa momentáneamente la corriente dentro o fuera de la entrada del IC hasta el punto en que enciende el tiristor parásito inherente en todos los dispositivos CMOS. Los tiristores son activados por corriente. Este tiristor parásito entonces causa un cortocircuito interno del riel de suministro a GND. Si el transistor es pequeño, es posible que solo vea un aumento de la corriente de suministro pero que el circuito funcione normalmente o que solo esté algo deteriorado. (Tendría que quitar la energía para restablecer el latchup). Pero si los transistores que se encienden son grandes, entonces fluirá una corriente muy grande que dañará su IC debido a la tensión térmica.

Al insertar una resistencia en serie en las entradas de IC expuestas a un posible voltaje excesivo / insuficiente, se reduce la corriente por debajo de lo que puede activar el tiristor parásito.

También suena como si el opamp estuviera conectado a una fuente de alimentación capaz de alta corriente. También puede ayudar a solucionar el problema poniendo una resistencia limitadora de corriente en el suministro del opamp, especialmente porque no consume mucha corriente. Si se produce el bloqueo, la resistencia limitadora de corriente limitará la corriente de suministro y evitará daños al dispositivo. Además, la corriente de suministro durante el latchup probablemente ahora sea demasiado pequeña para mantener la condición del latchup. Tenga en cuenta que debe colocar una tapa de desacoplamiento en el opamp para mantener la estabilidad. Así que tal vez 100 Ohms y 0.1 uF en el opamp. Esta resistencia de la serie de suministro también ayudaría definitivamente si el bloqueo está siendo causado por picos de voltaje en el riel de alimentación al limitar la corriente de cierre.

Espero que te ayude a encontrar a tu culpable, -Vince

    
respondido por el Vince Patron
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Podría ser que haya rebote en el interruptor. Utilice un pestillo de SR como un debouncer de conmutador

    
respondido por el Vijay Shankar

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