原標(biāo)題：運(yùn)放輸出鉗位機(jī)理及避免辦法

運(yùn)放（運(yùn)算放大器）輸出鉗位是指運(yùn)放的輸出電壓被限制在某個(gè)特定電平，而無(wú)法達(dá)到其應(yīng)有的輸出范圍。以下是運(yùn)放輸出鉗位的機(jī)理及避免辦法：

一、運(yùn)放輸出鉗位機(jī)理

1. 內(nèi)部寄生晶體管導(dǎo)通：

• 運(yùn)放內(nèi)部通常由NPN管和PNP管構(gòu)成。當(dāng)運(yùn)放的輸入電壓低于某個(gè)閾值（如LM358的-0.3V），可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的寄生NPN管導(dǎo)通。

• 寄生的NPN管導(dǎo)通后，會(huì)引起電流從集電極流向基極，使得原本隔離開(kāi)的兩個(gè)晶體管之間產(chǎn)生電氣連接，同時(shí)與GND之間也有了電氣連接，導(dǎo)致芯片無(wú)法正常工作。

2. 漏電流影響：

• 運(yùn)放內(nèi)部可能存在漏電流點(diǎn)，當(dāng)這些點(diǎn)對(duì)地有漏電流時(shí)，會(huì)導(dǎo)致芯片輸出端的PNP管導(dǎo)通，從而使得芯片輸出被鉗位到低電平。

• 漏電流的產(chǎn)生與芯片的layout（布局）有關(guān)，不同的layout可能導(dǎo)致同一電路出現(xiàn)不同的鉗位狀態(tài)。

3. 上電順序問(wèn)題：

• 在實(shí)際應(yīng)用中，由于上電順序的影響，運(yùn)放很容易出現(xiàn)被測(cè)量信號(hào)比電源信號(hào)早上電的情況。

• 當(dāng)運(yùn)放供電晚于被測(cè)電壓上電時(shí)，運(yùn)放的輸入端可能會(huì)有一個(gè)低于規(guī)格書規(guī)定的負(fù)電壓，導(dǎo)致運(yùn)放的輸出鉗位到正電源電壓或負(fù)電源電壓。

二、避免運(yùn)放輸出鉗位的辦法

1. 控制上電順序：

• 人為控制上電順序，確保在整個(gè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)輸入電壓超規(guī)格的情況。

• 這可以通過(guò)添加延時(shí)電路或邏輯控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2. 添加鉗位二極管：

• 在運(yùn)放的輸入端添加對(duì)地鉗位二極管，保證在任何上電順序下運(yùn)放的輸入電壓都不會(huì)超規(guī)格。

• 鉗位二極管可以限制輸入電壓的范圍，防止其低于或高于規(guī)格書規(guī)定的閾值。

3. 優(yōu)化電路設(shè)計(jì)：

• 在設(shè)計(jì)電路時(shí)，充分考慮運(yùn)放的輸入電壓范圍和輸出能力。

• 選擇合適的運(yùn)放型號(hào)和規(guī)格，以滿足電路的需求。

4. 加強(qiáng)熱管理和功耗控制：

• 確保運(yùn)放在工作過(guò)程中不會(huì)因過(guò)熱而損壞或性能下降。

• 通過(guò)合理的散熱設(shè)計(jì)和功耗控制策略，降低運(yùn)放的功耗和溫度。

綜上所述，運(yùn)放輸出鉗位是由多種因素導(dǎo)致的復(fù)雜現(xiàn)象。為了避免運(yùn)放輸出鉗位問(wèn)題，需要從控制上電順序、添加鉗位二極管、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和加強(qiáng)熱管理等方面入手。這些措施可以有效提高運(yùn)放的穩(wěn)定性和可靠性，確保電路的正常工作。