電氣過應(yīng)力 （EOS） 描述了由超出設(shè)備規(guī)格限制的電流或電壓對電氣設(shè)備造成的損壞。但讓我們回到底線。熱損壞表現(xiàn)為明顯熔化或燒焦的金屬、碳化的模塑料以及其他熱損壞跡象，例如金屬線和熔化或汽化的鍵合線。

在電氣方面，該器件會(huì)以多種方式出現(xiàn)災(zāi)難性故障：提供或吸收過多的電源電流，在電源電壓和地之間表現(xiàn)為低電阻，輸入或輸出引腳與電源或地短路，或與一個(gè)或多個(gè)引腳的連接斷開，在大多數(shù)情況下，是功能故障。EOS 事件可以是短暫的，僅持續(xù)幾毫秒，也可以在超出規(guī)范的情況持續(xù)存在時(shí)持續(xù)。EOS 可以由單個(gè)非重復(fù)事件產(chǎn)生，也可以是持續(xù)的周期性或非周期性事件的結(jié)果。

在之前的博客中，“使用 ESD 電路解決所有問題？買家小心！” 我們了解到 EMI 信號會(huì)干擾并使用簡單的運(yùn)算放大器 （op-amp） 造成嚴(yán)重破壞。在該系統(tǒng)中，添加到注入 EMI 事件中的電路信號組合使器件的輸入級超出了電源規(guī)格。

EOS 事件的另一個(gè)應(yīng)用場景是運(yùn)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種上電事件序列的影響（圖 1）。

圖 1. 采用緩沖器配置的單電源放大器。

看一下圖 1，并想象電路板的輸入電阻為零歐姆。輸入電壓 （V IN ） 和后續(xù)電流 （I IN ） 通過信號非常小的源電阻 （R S ），然后直接進(jìn)入運(yùn)算放大器的同相輸入端。在理論上的放大器緩沖器配置中，放大器輸出電壓 （V OUT ） 將與放大器輸入電壓匹配。在實(shí)踐中，電源電壓遲到了，放大器的壓擺率會(huì)減慢這個(gè)過程。

如果未檢查來自輸入源的電流通過放大器，這種情況可能會(huì)損壞輸入 ESD 保護(hù)內(nèi)部晶體管。例如，假設(shè)電源在 50ms 內(nèi)從 0V 緩慢上升到 5V，而 3.5V 輸入信號在電源開始上升 5ms 后施加（圖 2）。

圖 2. 潛在不良 EOS 事件的時(shí)序圖。

在圖 2 中，這種情況的問題是輸入最初高于正軌電壓。這個(gè)高電壓開啟放大器的正 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 緩慢衰減到 0mA。這種衰減一直持續(xù)到電源和輸入之間的電壓差略小于 0.6V。如果輸入源 （V IN ） 具有低阻抗 （R S ） 并且可以提供電流，則潛在的有害電流會(huì)流過 IC 走線、ESD 二極管和鍵合線。

這個(gè)漂亮的模擬指出了問題所在；然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，您的放大器的走線和連接點(diǎn)被破壞了。所以，讓我們解決這個(gè)問題。通過包括 10kW 至 100kW 串聯(lián)輸入電阻器 （R IN ），它將保護(hù)輸入電路免受損壞。使用輸入串聯(lián)電阻，放大器輸入端的電壓將降低 R IN x I IN。

EOS 會(huì)在過壓、過流條件下對組件造成熱損壞。目前，沒有針對 EOS 條件的行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)。為避免 EOS 麻煩，請?jiān)谏想姾蛿嚯娖陂g控制電源斜坡并監(jiān)控 I/O 引腳的狀況。正如我們在上一篇博客中所了解的，屏蔽敏感的高阻抗走線免受 EMI 的影響。

審核編輯：郭婷