《電子技術應用》
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關斷檢流放大器的兩種基本方法
摘要: Prashanth Holenarsipur,產品定義和傳統的運算放大器不同,高邊檢流放大器各個輸入管腳以及電源引腳上并不帶有內部靜電放電(ESD)保護二級管。因此,它可以處理遠大于VCC電源的共模電壓。另外,把檢流放大器的VCC引腳連接到地,可以把放大器設置為關斷模式,此時,器件的輸入引腳不消耗任何靜態電流,只有很小的漏電流。因此,高邊檢流放大器的VCC腳可作為關斷引腳使用。
Abstract:
Key words :
</a>放大器" title="放大器">放大器" title="放大器">放大器不同,高邊檢流放大器各個輸入管腳以及電源引腳上并不帶有內部靜電放電(ESD)保護二級管。因此,它可以處理遠大于VCC電源的共模電壓。另外,把檢流放大器的VCC引腳連接到地,可以把放大器設置為關斷模式,此時,器件的輸入引腳不消耗任何靜態電流,只有很小的漏電流。因此,高邊檢流放大器的VCC腳可作為關斷引腳使用。

  在典型的電池供電設備上,采用LDO等電源為電路板上的IC,包括高邊檢流放大器MAX4173F供電。為了延長電池壽命,系統經常需要關斷LDO以及檢流放大器(圖1)。

檢流放大器的VCC引腳連接0V電壓

圖1. 檢流放大器(本例中采用MAX4173F)的VCC引腳連接0V電壓,有效地關斷器件。

  通常情況下,MAX4173F的輸入被連接到電源線上的檢流電阻兩端。為了仿真關斷信號的影響,我們將10V的共模輸入電壓、20mVP-P的交流信號以及20mV的直流偏置作用到器件上。在VCC引腳上連接0V至5V的方波模擬VCC的關斷。在VCC為5V期間,放大器處于工作模式。在0V期間,器件進入關斷模式。由于放大器的增益是50,輸出為:由此,可得到1VP-P的正弦波的輸出,并具有1V的偏置電壓(圖2)。正如預想的,當連接5V電壓時,放大器處于工作狀態,將按照預想的結果輸出。當VCC變為0V,輸出將變為0V,并且器件將進入關斷模式,不消耗任何輸入或電源電流。

圖中波形采用圖1所示的方法關斷高邊檢流放大器時的影響

圖2. 圖中波形采用圖1所示的方法關斷高邊檢流放大器時的影響。當VCC為0V時,放大器不消耗任何靜態電流。

  另一個關斷檢流放大器的方法是在地回路上連接一個nMOS管(圖3),通過邏輯電平控制晶體管的導通和關斷。當晶體管導通時,放大器工作正常。與輸入相比,晶體管漏源間的壓降所引入的失調和增益誤差是可忽略的。當晶體管關斷時,由于接地端懸空,放大器關斷。

斷開MAX4173F的GND端同時也可以關斷該器件

圖3. 斷開MAX4173F的GND端同時也可以關斷該器件。

  圖4中的輸出波形給出了預期的工作狀態:在5V供電期間放大輸入信號,而在0V期間則輸出接近VCC。關斷期間,由于測量示波器存在1MΩ輸入阻抗,可測得VCC引腳的漏電流僅為4μA。當連接示波器探頭時,VCC上只有nMOS管的漏電流。RS+和RS-上的輸入電流僅為0.3μA。

接地端斷開后

圖4. 接地端斷開后,圖3所示的高邊電流檢測放大器關斷,不消耗任何靜態電流。

  因此,將VCC引腳接地或通過nMOS管斷開與地的連接可以很容易將MAX4173F設置為關斷狀態。第一種方法取決于應用中所采用的LDO是否能被關斷。而第二種方法則需要另外增加一個外部FET。兩種方法對于下一代便攜多媒體設備的電源管理都非常有用。這些電路延長了電池壽命,同時也豐富了用戶經驗。采用其他高邊檢流放大器同樣可得出類似結果。

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