2017-12-11 電子發(fā)燒友網(wǎng)
姓名:宋艷玲? ? 學(xué)號(hào):17011223216
嵌牛導(dǎo)讀:集成穩(wěn)壓器‘應(yīng)用測(cè)試過程’中漆羔，任意兩個(gè)管腳之間嚴(yán)格禁止出現(xiàn)瞬態(tài)的‘反偏’狀態(tài)（包括mS級(jí)的瞬態(tài)反偏）他匪，否則電路有可能在瞬間被反偏擊穿燒毀铐炫。排除人為不當(dāng)造成的電路出現(xiàn)反偏情況，常見的由應(yīng)用電路在特定條件下產(chǎn)生的‘瞬態(tài)’反偏狀態(tài)及擊穿機(jī)理進(jìn)行簡要的描述和分析。
嵌牛提問:什么是反偏擊穿?電路有可能出現(xiàn)反偏擊穿的外部狀態(tài)的類型?擊穿的機(jī)理是什么?
嵌牛鼻子:反偏擊穿絮宁，反偏的來源，保護(hù)措施
嵌牛正文:電路有可能出現(xiàn)反偏擊穿的外部狀態(tài)：GND→IN服协、OUT→IN绍昂、GND→OUT、ADJ→OUT偿荷，應(yīng)用中要求：GND →IN≤|-1V|,其他管腳間為≤|-5V|窘游。
【以上幾種現(xiàn)象損壞的穩(wěn)壓器、可以通過電路解剖觀察芯片有不同的燒毀痕跡跳纳∪淌危】
在測(cè)試或裝配過程中‘人為疏忽’造成‘反接’狀態(tài)，是“沒有什么措施可以保護(hù)”的寺庄。如：發(fā)生管教倒置艾蓝，輸入電壓極性接反、樣品規(guī)格與使用規(guī)格不符等情況斗塘，必須操作中細(xì)心的加以防止赢织。
在特定情況下有應(yīng)用電路產(chǎn)生的‘瞬態(tài)’的反偏狀態(tài)，可以參考推薦保護(hù)措施增加相應(yīng)保護(hù)元件還是可以避免的馍盟，當(dāng)缺少相應(yīng)的保護(hù)元件時(shí)‘偶發(fā)’條件下穩(wěn)壓器電路的隨機(jī)損壞的情況將不能避免這種情況引起的電路失效不屬于電路產(chǎn)品質(zhì)量問題于置。
排除人為不當(dāng)造成的電路出現(xiàn)反偏情況，常見的由應(yīng)用電路在特定條件下產(chǎn)生的‘瞬態(tài)’反偏狀態(tài)及擊穿機(jī)理進(jìn)行簡要的描述和分析贞岭。
1八毯、OUT→IN端反偏：
產(chǎn)生來源：
①負(fù)載時(shí)對(duì)電池類的充電應(yīng)用，斷電時(shí)電池并未脫離電路輸出端瞄桨。
②電路輸入存在有大的負(fù)向脈沖话速，如果電路輸入同時(shí)存在較大的感性負(fù)荷的反電動(dòng)勢(shì)。
③電路輸出端接入大的濾波電解電容芯侥。（發(fā)生較多的反接擊穿情況）
保護(hù)措施：在電路I-O端之間增加保護(hù)二極管Di尿孔，將I-O反偏電壓鉗位在1V以內(nèi)。
機(jī)理分析：只要不是穩(wěn)壓電路輸出應(yīng)用環(huán)境造成的工作條件筹麸，應(yīng)用中在電路輸出端不應(yīng)接入大的濾波電解電容活合。接入這個(gè)電解有可能造成一個(gè)電路的OUT→IN端之間的‘反接’機(jī)會(huì)。
理論上物赶，只要電源的輸入濾波電解足夠大白指，可以保證即使在穩(wěn)壓電路輸入電壓處于紋波‘谷點(diǎn)’時(shí)也可以滿足電路穩(wěn)壓必須的最小輸入壓差的特定要求。電路自身具有很強(qiáng)的紋波抑制能力酵紫，根本沒有必要在輸出端接濾波電解電容告嘲。
接輸出端的濾波電容對(duì)于電源濾波所起的作用很小错维，這個(gè)電容有時(shí)反而會(huì)造成意外損壞穩(wěn)壓器電路的特定條件。
不推薦在輸出端接濾波電容式由于電容的‘儲(chǔ)能作用’橄唬，電容充電后可等效為一電池赋焕，在特定的情況下，如輸入電壓在瞬間的短路仰楚，感性元器件產(chǎn)生的負(fù)脈沖或關(guān)機(jī)后輸入電壓下降更快時(shí)隆判，有可能造成電路VO＞VI的電位反偏狀態(tài)。在輸出端接濾波電容＞20μF以后僧界，電路調(diào)整管的反偏-5V左右侨嘀。輸出電容的放電過程可能在mS量級(jí)的瞬態(tài)反向擊穿或損傷電路調(diào)整管，輸出電容容量越大捂襟，反偏電壓越高咬腕，對(duì)調(diào)整管損傷越嚴(yán)重直至燒毀。
附帶的建議：50Hz市電整流濾波應(yīng)用時(shí)葬荷，CD值為每1A負(fù)載電流取2000μf范圍涨共，否則輸入紋波可能較大。在穩(wěn)壓電路的輸入電壓已經(jīng)很低時(shí)宠漩，就可能造成（Vi-Vo）低于電路工作時(shí)允許的最小壓差（Vi-Vo）min煞赢，出現(xiàn)電路瞬間脫離穩(wěn)壓控制的狀態(tài)。
電路脫離穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)輸出不等比跟蹤輸入變化哄孤。在(Vi-Vo)≥(Vi-Vo)min時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定在途中的直線Vo段吹截，在(Vi-Vo)＜(Vi-Vo)min時(shí)瘦陈，由于這時(shí)電路脫離穩(wěn)壓狀態(tài)，輸入的紋波電壓幾乎完全鏡象到電路輸出波俄，這時(shí)穩(wěn)壓電路的紋波抑制比功能此時(shí)不會(huì)起作用晨逝，對(duì)外表現(xiàn)電路穩(wěn)壓特性很差或電路不能穩(wěn)壓。如下圖中Vo為穩(wěn)壓時(shí)的值懦铺、Vo'為用直流電壓表的測(cè)量的平均值捉貌、Vd為鏡像到輸出的輸入紋波谷點(diǎn)電壓。
2冬念、GND→IN端反偏：
產(chǎn)生來源：在汽車類電子領(lǐng)域的電路應(yīng)用中發(fā)生較多趁窃，如部分車型的汽車馬達(dá)、點(diǎn)火系統(tǒng)等感性設(shè)備產(chǎn)生的約50-200mS脈寬范圍的瞬態(tài)微分峰值電壓可達(dá)+70V急前、-80V范圍醒陆，5-20mS脈寬范圍的可能達(dá)到+110V、-250V范圍裆针。其中的負(fù)向脈沖造成了這種反偏刨摩。（正想脈沖可能造成電路輸出出現(xiàn)‘瞬態(tài)’過壓擊穿燒毀）
保護(hù)措施：將反偏電壓鉗位在1V以內(nèi)寺晌，對(duì)于負(fù)向脈沖增加Df進(jìn)行抑制。
3澡刹、GND→OUT端反偏：
產(chǎn)生來源：
①來自正負(fù)輸出配對(duì)應(yīng)用呻征，當(dāng)正負(fù)輸出的公共負(fù)載發(fā)生瞬態(tài)的短路時(shí)。
②電路輸出存在有大的感性負(fù)荷罢浇，較大的反向電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的負(fù)向脈沖陆赋。
③為獲得高于穩(wěn)壓器標(biāo)稱值的電路輸出，輸出電壓被Dz抬起一個(gè)固定電壓值（如下圖）己莺，沒有保護(hù)二極管D的情況下奏甫，輸出存在瞬態(tài)的短路情況。
由于設(shè)計(jì)算短穩(wěn)壓器電路正常工作時(shí)凌受，電路的公共端的電位應(yīng)是最低的（絕對(duì)值）阵子，無論任何原因造成電路GND端電位高于其他兩端電位的情況，即屬于電路的‘反偏’狀態(tài)胜蛉，反偏電位的絕對(duì)值達(dá)到5V以上時(shí)挠进，mS量級(jí)脈寬的瞬態(tài)‘反偏’就會(huì)造成內(nèi)部電路的相關(guān)區(qū)域受損或燒毀。這種擊穿是隨機(jī)發(fā)生的現(xiàn)象誊册，不同批次產(chǎn)品或同批次產(chǎn)品發(fā)生概率可能不同领突。
保護(hù)措施：應(yīng)將反偏電壓鉗位在1V以內(nèi)。增加途中二極管D案怯。
4君旦、Adj→OUT端反偏：
可調(diào)三端穩(wěn)壓器典型應(yīng)用電路
產(chǎn)生來源：從可調(diào)系列電路的典型應(yīng)用電路圖可以看出，應(yīng)用中調(diào)整端Adj的電位應(yīng)永遠(yuǎn)低于輸出端OUT的電位嘲碱，參考OUT端的電位而言Vadj=VREF=-1.25V金砍。
在輸出電壓取樣回路中，VR2=Vadj=VO-VREF=VO-1.25V≈VO麦锯，可見在可調(diào)系列電路讀書處取樣回路中恕稠，電壓幾乎是全部的降在可調(diào)電阻R2上。因此扶欣、VC3=VR2≈VO鹅巍。
產(chǎn)生VO-ADJ端‘反接’的原因：應(yīng)用中在可調(diào)系列電路時(shí)，在輸出下取樣電阻的兩端并聯(lián)一支10μ~47μ的輸出紋波抑制電解C3料祠，這個(gè)C3確實(shí)可起到減小輸出紋波電壓的作用（注意：紋波參數(shù)測(cè)試時(shí)骆捧，對(duì)C3的容量也是有具體要求的）。但因有VC3=VR2≈VO的存在髓绽，接入這個(gè)電解也創(chuàng)造了一個(gè)ADJ→VO端之間的電路‘反接’機(jī)會(huì)凑懂。
可調(diào)三端內(nèi)部電路簡圖
從內(nèi)部電路的局部電路圖中可以看出，在VO-Adj端的反偏足夠大時(shí)梧宫，Q17的EB結(jié)就可能因?yàn)殡妷悍雌粨舸┙咏鳎憧梢詿龤c電阻R14相關(guān)的電阻體摆碉、10~20μm寬的鋁引線層、引線孔等局部電路部分脓豪。當(dāng)外部表征為器件的輸出電壓不能進(jìn)行調(diào)整時(shí)巷帝，這時(shí)電路已經(jīng)失效了。
造成這類擊穿由于三極管的BVEBO是很低的（不妨用分立器件的三極管實(shí)測(cè)一下）扫夜。從圖中可以看出楞泼、接于Adj端的C3是通過調(diào)整電流Iadj進(jìn)行充電的，但C3被充電后自身是沒有‘低阻的’放電通路的笤闯。如果應(yīng)用中設(shè)點(diǎn)VO較高堕阔，由于VC3≈VO，必然有C3兩端的電壓VC3也很高颗味。如這時(shí)出現(xiàn)VO≈0時(shí)的瞬間‘短路’狀態(tài)超陆，必然造成Adj→VO端的反偏擊穿，C3儲(chǔ)存的能量通過調(diào)整端內(nèi)部電路進(jìn)行逆向放電（放電通路用虛線表示）浦马。
在C3＞10μF时呀、VC3＞5V以后，僅需mS量級(jí)的瞬態(tài)晶默，就有可能燒傷穩(wěn)壓器調(diào)整端內(nèi)部的局部電路谨娜，由于燒毀所需能量很小，因此顯微鏡下觀察這種造成電路失效的燒痕最小磺陡，一般僅在20μm×20μm范圍以內(nèi)趴梢。
保護(hù)措施：增加典型應(yīng)用電路圖中的反向鉗位二極管DO。
防止測(cè)試中電路樣品異常損壞：
針對(duì)正壓可調(diào)系列電路币他，測(cè)試儀器使用前應(yīng)明確必須有反向鉗位二極管DO存在坞靶。
其理由很簡單：對(duì)于正可調(diào)系列金屬封裝的電路，金屬殼體的裝配孔為第三引出端圆丹、并被定義為電路的輸出端。對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試時(shí)躯喇、先接觸插座的肯定是插入孔中的1腳辫封、2腳，即輸入端和調(diào)整端廉丽，一旦1腳倦微、2腳插入后、電源立刻通過調(diào)整電流Iadj對(duì)接在C3充電正压。如設(shè)定的VC3較高欣福、最后接觸插座的輸出端可能存在短路的條件時(shí)（可參考下方C-V圖的t瞬間），就有可能在測(cè)試中燒傷穩(wěn)壓器調(diào)整內(nèi)部的局部電路焦履。聲明：由這種情況造成測(cè)試后電路樣品失效不是個(gè)案拓劝。
