關(guān)斷檢流放大器的兩種基本方法
出處:suker1981 發(fā)布于:2009-02-05 09:31:55
Prashanth Holenarsipur,產(chǎn)品定義和傳統(tǒng)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(nèi)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(shè)置為關(guān)斷模式,此時,器件的輸入引腳不消耗任何靜態(tài)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(guān)斷引腳使用。
在典型的電池供電設(shè)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(tǒng)經(jīng)常需要關(guān)斷LDO以及檢流放大器(圖1)。

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(guān)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(guān)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(guān)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(guān)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(yù)想的,當連接5V電壓時,放大器處于工作狀態(tài),將按照預(yù)想的結(jié)果輸出。當VCC變?yōu)?V,輸出將變?yōu)?V,并且器件將進入關(guān)斷模式,不消耗任何輸入或電源電流。

圖2. 圖中波形采用圖1所示的方法關(guān)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(tài)電流。
另一個關(guān)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(dǎo)通和關(guān)斷。當晶體管導(dǎo)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(diào)和增益誤差是可忽略的。當晶體管關(guān)斷時,由于接地端懸空,放大器關(guān)斷。

圖3. 斷開MAX4173F的GND端同時也可以關(guān)斷該器件。
圖4中的輸出波形給出了預(yù)期的工作狀態(tài):在5V供電期間放大輸入信號,而在0V期間則輸出接近VCC。關(guān)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。

圖4. 接地端斷開后,圖3所示的高邊電流檢測放大器關(guān)斷,不消耗任何靜態(tài)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(shè)置為關(guān)斷狀態(tài)。種方法取決于應(yīng)用中所采用的LDO是否能被關(guān)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(shè)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(jīng)驗。采用其他高邊檢流放大器同樣可得出類似結(jié)果。
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