详解前端放大器内部的不同ESD二极管架构

算实例，其中放大器采用±15 V电源供电，要防范的输入过压高达±120 V，输入电流限制在1 mA。根据公式1，我们可以使用这些输入进行计算：

　　根据上述要求，RPROTECTION 》 105 kΩ可将二极管电流限制在 1 mA以下。

　　了解限流

　　IDIODE 最大值随器件而不同，它还取决于施加过压的特定应用情形。持续数毫秒的一次性事件，与在应用的全部20年或更多年的任务寿命中持续施加电流，其最大电流将会不同。具体指导值可在放大器数据手册的绝对最大值部分或应用笔记中找到，通常在1 mA至10 mA范围内。

　　故障模式

　　具体保护方案的最大电流额定值最终要受两个因素的限制： 二极管功耗的热影响和电流路径的最大电流额定值。功耗应保持在阈值以下，使工作温度始终处于有效范围；所选电流应在额定最大值范围内，以免电子迁移引起可靠性问题。

　　热影响

　　当电流流入ESD二极管时，二极管的功耗会引起温度升高。多数放大器数据手册指定了热阻（通常指定？JA），它显示了结温升幅与功耗的关系。考虑最差情况下的应用温度，以及功耗引起的最坏温度升幅，可以判断保护电路是否有效。

　　电子迁移

　　即使电流不引起热问题，二极管电流也可能造成可靠性问题。由于电子迁移，任何电气信号路径都有一个最大寿命电流额定值。二极管电流路径的电子迁移电流限值通常受与二极管串联的内部走线的厚度限制。放大器制造商不一定会发布此信息，但若二极管长时间工作（而不是工作很短时间），就需要予以考虑。

　　举个例子，当放大器监控（因而连接到）一个独立于其自身供电轨的电压轨时，电子迁移便可能是一个问题。当存在多个电源域时，可能会发生因电源时序问题而引起电压暂时超过绝对最大条件的情况。考虑最差情况下的电流路径和在整个使用寿命中以此电流工作的持续时间，并了解电子迁移的最大允许电流，便可避免电子迁移引起可靠性问题。

　　结论

　　了解放大器内部ESD二极管如何在过电应力期间激活，有助于轻松提高设计的鲁棒性。研究保护电路的热影响和电子迁移影响，可以凸显潜在的问题并显示是否需要额外的保护。考虑本文提出的条件可以让设计人员作出明智选择，避免在现场发生鲁棒性问题。