1.簡介

瞬態(tài)總線電壓會嚴(yán)重破壞集成電路。一個(gè)集成電路可以處理的最大電壓由設(shè)計(jì)流程決定，尤其是，一些小的CMOS結(jié)構(gòu)器件能處理的電壓很低。瞬態(tài)或持續(xù)的過壓條件將永久破壞設(shè)備。

2.電路

LMV431AIMF（D1）可調(diào)參考可以確定一個(gè)精確的跳變點(diǎn)并且維持溫度穩(wěn)定性。（它有A版本1%或B版本0.5%精度可選擇），R1和R2選擇精度1%以上的電阻。

LMV431AIMF有兩個(gè)基本的組件：一個(gè)溫度穩(wěn)定的精密帶隙參考，和一個(gè)高增益誤差放大器。下圖為LMV431AIMF內(nèi)部概念圖。

輸入電壓經(jīng)過R1和R2分壓接到FB腳。上圖設(shè)置跳變點(diǎn)在19.2V，但是跳變點(diǎn)的電壓值可以被任意設(shè)置，根據(jù)下面的公式:

當(dāng)參考引腳超過1.24V，LMV431的輸出被下拉。它的負(fù)極可以降到1.2V的飽和點(diǎn)。足夠關(guān)閉Q2。Q2特別選擇了比較高的柵極閾值電壓（>1.3V）。真值表如下：

這個(gè)電路功能如圖三所示。跳變點(diǎn)可在2.7V到60V范圍內(nèi)設(shè)置。低于2.7V，電路將進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。因?yàn)闆]有足夠的輸入電壓滿足Q1和Q2柵極到源極的閾值電壓。（低于2.7V，不太理解，此處先記下）

在關(guān)斷狀態(tài)這個(gè)電路負(fù)載為42K。穩(wěn)壓管D2和D3限制電壓不超過Q1和Q2的最大柵源電壓（<20V）。D3同樣可以保護(hù)D1的負(fù)極不超過35V。R4給Q2提供少量偏置，在關(guān)斷狀態(tài)，滿足Q2的漏極泄漏。主要Q1上的體二極管，這意味著當(dāng)輸入是反向電池（負(fù)的輸入電壓），這個(gè)電路對負(fù)載沒有保護(hù)了。為了防止反向電池，需要增加一個(gè)阻流二極管或者附加（back to back）PFET。

這個(gè)電路啟動很快，但重新連接很慢。當(dāng)偵測到過壓條件，C1通過LMV431迅速放電到地。當(dāng)電路恢復(fù)正常時(shí)，會存在R3*C1時(shí)間常數(shù)的延遲。大多數(shù)負(fù)載（通常是穩(wěn)壓器）都包含大量的輸入電容，它可以限制瞬態(tài)壓擺率率為斷開的電路重新連接提供充足的時(shí)間。預(yù)期瞬態(tài)的性質(zhì)以及電容將決定所需的響應(yīng)時(shí)間。這個(gè)電路的關(guān)閉動作在12微秒內(nèi)發(fā)生。（此處不理解?）最大瞬態(tài)上升時(shí)間與Cload時(shí)間隔成比例。該電路使用1μF的Cload進(jìn)行測試。如果期望上升時(shí)間很快，瞬態(tài)源阻抗很低，建議使用更大的Cload。

3.測量響應(yīng)時(shí)間

圖示是電路對12V開關(guān)的響應(yīng)。關(guān)閉部分緩慢衰變，因?yàn)?uf Cload通過1K測試電阻放電，需要時(shí)間。驅(qū)動波形顯示同樣的衰變，因?yàn)闇y試源不吸收電流。

過壓下的響應(yīng)如圖5所示。注意過壓事件上升很快嗎，有時(shí)間將輸出充電到19.2V。之后，斷開的輸入的輸出電壓被1k電阻耗散。

移除Cload，觀察驅(qū)動速度，見圖6。由于輸入瞬態(tài)的上升時(shí)間不受任何電容限制，

在電路動作之前，輸出電壓被充電至60V。出于這個(gè)原因，Cload的值應(yīng)該適合預(yù)期的瞬態(tài)上升時(shí)間和預(yù)期的瞬態(tài)源阻抗。

4.負(fù)載限制

由于Q1的在85°C的熱限制，負(fù)載最大550mA。當(dāng)柵源電壓很低時(shí)，RDS(ON)變大。如果需要接更大的負(fù)載，可以用熱功率大（θJA小）或者更低的RDS(ON)替換Q1。