二極管和保護(hù)裝置抑制瞬時(shí)高壓靜電放電。
在某些測(cè)量應(yīng)用中，如pH值(酸度)和生物電勢(shì)需要高阻抗緩沖放大器。雖然有幾個(gè)半導(dǎo)體制造商提供具有低偏置和輸入偏置電流特點(diǎn)的放大器芯片，配上傳感器電纜可能會(huì)因?yàn)镋SD(靜電放電)對(duì)放大電路造成損害。圖1顯示一種不令人滿意的方法實(shí)現(xiàn)ESD保護(hù)。電阻R1抑制ESD的放電電流，而二極管D1A 和D1B鉗住放大器IC1的輸入到供電電源軌。不幸的是，當(dāng)并聯(lián)pH值傳感器的為400MΩ輸入阻抗時(shí)，即使采用低漏電流二極管，如Fairchild公司的MMBD-1503A，仍引入很大的偏置電壓。
圖2中的電路提供另一個(gè)方法。Analog Devices公司的低輸入偏置，低偏置電流的AD8603放大器IC1，作為單位增益輸入緩沖器。對(duì)于任何正常輸入，電路的輸出電壓VOUT 等于其輸入電壓VIN。因此，電壓經(jīng)過ESD保護(hù)二極管D1A 和D1B接近0V，二極管漏電流均不影響傳感器輸出信號(hào)。依靠ESD適用電路輸入連接器的極性，其高電壓放電通過二極管D1A 或D1B進(jìn)入供電正向或負(fù)向電源。電容C1充當(dāng)中間“電荷存儲(chǔ)器”，放慢ESD的上升速率，保護(hù)IC1的輸出過程，從鎖存到二極管D1A 或D1B開始分離ESD瞬流到正向或負(fù)向電源。實(shí)際上，C1補(bǔ)償D1的寄生電容。電阻R3允許IC1來驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載，使C1不會(huì)進(jìn)入振蕩狀態(tài)。
在ESD事件中，D1和D2可以進(jìn)行傳導(dǎo)，但通過兩個(gè)前置偏移二極管壓降，VIN端的電壓超出供電電源電壓。電阻R1和R2限制放大器輸入電流在制造商建議的最大5mA之下。
封裝電路時(shí)，需要特別注意電路板的布局。電路板介電性能的缺陷會(huì)給寄生漏電流提供路徑。在電路板的兩面敷銅形成保護(hù)環(huán)，可以在電路高阻抗節(jié)點(diǎn)周圍轉(zhuǎn)移漏電流(圖3)。
