¿Cuál es el problema de conectar un voltaje negativo al cable negativo de un amplificador operacional mientras el positivo está conectado a tierra?

Por lo tanto, Vin, que es negativo, estaría conectado a una tierra virtual y, por alguna razón, esto requiere proteger la operación. amperios con D1.

En primer lugar, si se apaga Vcc, no puede haber una tierra virtual, por lo que sí, podría haber una situación en la que aparezca un voltaje negativo en la entrada inversora.

En segundo lugar, por cada amplificador operacional que he usado, si$V_{IN}$se alimenta a través de una resistencia (es decir,$R_G$en el circuito), entonces está altamente limitada en corriente. Entonces, siempre que el voltaje negativo de$V_{IN}$(a través de$R_G$) no puede empujar más corriente en el pin de entrada del amplificador operacional que lo que la hoja de datos le dice que es el máximo absoluto, entonces no es un evento y no se necesita el diodo.

Las corrientes máximas típicas son de aproximadamente 5 mA y, para que fluyan 5 mA hacia el pin de entrada de inversión del amplificador operacional, se requiere: -

• (a) Para que el pin esté aproximadamente 0.3 voltios por debajo del riel de alimentación negativo (es decir, comenzando a causar que los diodos parásitos del chip conduzcan) y...
• (b)$V_{IN}$ser de -50,3 voltios cuando se alimenta a través de la resistencia de 10 kΩ,$R_G$.

Básicamente, en todas las aplicaciones, excepto en un número muy pequeño, no necesita el diodo. Esta es la cantidad de corriente que puede introducir en un pin de entrada LM324: -

Es la friolera de 50 mA (un dispositivo antiguo), pero los dispositivos más modernos son un poco menos como el AD8605: -

Para el MCP6004 es 2 mA (tomado de la hoja de datos): -

Si confía en esta corriente como medio de protección, consulte siempre la hoja de datos más reciente y no la lleve al límite.

La mayoría de las partes (no solo los amplificadores operacionales) requieren que sus entradas no vayan más allá de los rieles de alimentación por una pequeña cantidad (generalmente alrededor de 0.3V a 0.6V).

Con el dispositivo apagado, el mecanismo de retroalimentación normal no funcionará porque los circuitos internos que normalmente impulsarían la salida para mantener la entrada inversora igual a la entrada no inversora están apagados.

Sin el diodo, la entrada inversora podría exceder la clasificación (probablemente una clasificación máxima absoluta). Con el diodo, lo más negativo que puede llegar a ser la entrada inversora es una caída de diodo que mantendrá los terminales de entrada alejados de la clasificación máxima absoluta. El voltaje directo del diodo será bastante bajo ya que la corriente está limitada por Rg.

Aunque la corriente será baja, si el diodo es necesario o no depende de cuánto tiempo el amplificador pueda 'tolerar' que la entrada inversora esté más allá de la especificación.

Actualización: si Vin fuera positivo, el diodo debería estar en la dirección opuesta. Para una entrada bipolar, los diodos paralelos en direcciones opuestas brindarían protección.

Suposiciones:

• la potencia al amplificador operacional cambió de Vcc = 10 V a 0 V
• y Vee de 0V a -10V para entrada de -0.1 a -1V con una ganancia de -5.
• La referencia Vin+ era 300k/302k * 10V también debe cambiarse 10V hacia abajo para que todos los símbolos de tierra se conviertan en Vee = -10V (EXCEPTO REFERENCIA DE TIERRA DE ENTRADA)

Hay algunas formas de apagar,

1. suministro único de circuito abierto (en este caso ahora es -10V).
2. Vee decae hasta 0V de baja impedancia
3. Abra Vcc = 0, mientras que -10 V todavía está activo (no es genial)

Primero, dice que Vcc está apagado, en otras palabras, el cable positivo estaría conectado a tierra. Por lo tanto, Vin, que es negativo, estaría conectado a una tierra virtual y, por alguna razón, esto requiere proteger la operación. amperios con D1. ¿Qué sucedería exactamente en el cable negativo si Vcc se 'apaga'?

En primer lugar, Gnd = 0 V por definición, por lo que la entrada no cambia y aún está conectada a su nodo arbitrario de 0 V. Todo seguirá funcionando con los cambios anteriores, pero su verdadera pregunta es qué le sucede a un circuito si apaga el lado de tierra de un solo suministro usando el método 1. Circuito abierto.

Esencialmente, nada funciona como se esperaba, pero puede haber voltajes de nodo residuales ya que la energía aún está encendida. Las entradas comenzarán a polarizar los diodos de protección ESD internos para comenzar a polarizar la conexión a tierra abierta. Siempre que las corrientes de entrada no excedan los límites máximos absolutos, no hay daños.

La tierra virtual es creada por Vin+ y cuando ambas entradas están dentro del rango de Vcm y la salida no está saturada, la retroalimentación negativa lleva a Vin- al mismo umbral que la salida de Vin+.

Para que su circuito funcione, el amplificador operacional debe funcionar con Vcm = Vcc, que solo ocurre en tipos específicos que funcionan en un riel o en ambos. Los tipos BJT a menudo no lo hacen a menos que se especifique. Por lo tanto, a veces se realizan métodos de cambio de nivel. Como ya se indicó, el diodo es solo para protección de emergencia según las especificaciones de OA y los transitorios de entrada.