原標(biāo)題：運放輸出鉗位機理及避免辦法

運放（運算放大器）輸出鉗位是指運放的輸出電壓被限制在某個特定電平，而無法達到其應(yīng)有的輸出范圍。以下是運放輸出鉗位的機理及避免辦法：

一、運放輸出鉗位機理

1. 內(nèi)部寄生晶體管導(dǎo)通：

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

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

2. 漏電流影響：

• 運放內(nèi)部可能存在漏電流點，當(dāng)這些點對地有漏電流時，會導(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. 上電順序問題：

• 在實際應(yīng)用中，由于上電順序的影響，運放很容易出現(xiàn)被測量信號比電源信號早上電的情況。

• 當(dāng)運放供電晚于被測電壓上電時，運放的輸入端可能會有一個低于規(guī)格書規(guī)定的負電壓，導(dǎo)致運放的輸出鉗位到正電源電壓或負電源電壓。

二、避免運放輸出鉗位的辦法

1. 控制上電順序：

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

• 這可以通過添加延時電路或邏輯控制電路來實現(xiàn)。

2. 添加鉗位二極管：

• 在運放的輸入端添加對地鉗位二極管，保證在任何上電順序下運放的輸入電壓都不會超規(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：

• 在設(shè)計電路時，充分考慮運放的輸入電壓范圍和輸出能力。

• 選擇合適的運放型號和規(guī)格，以滿足電路的需求。

4. 加強熱管理和功耗控制：

• 確保運放在工作過程中不會因過熱而損壞或性能下降。

• 通過合理的散熱設(shè)計和功耗控制策略，降低運放的功耗和溫度。

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