輸入鉗位保護(hù)的TIA放大器鉗位腳使用說明

  深圳市乾鴻微電子有限公司自主設(shè)計(jì)，并基于國(guó)內(nèi)代工廠工藝流片的HA1003是一款具有輸入鉗位保護(hù)的單通道TIA放大器，可廣泛應(yīng)用于光學(xué)飛行時(shí)間距離測(cè)量、激光雷達(dá)接收機(jī)、汽車駕駛員輔助系統(tǒng)，具有集成度高、
寬頻帶、低噪聲等特性。

  HA1003封裝形式為QFN16L(4*4), 7腳為其鉗位控制電壓引腳，當(dāng)IN腳輸出電流信號(hào)過強(qiáng)時(shí)，會(huì)觸發(fā)芯片內(nèi)部鉗位保護(hù)功能，來保證芯片不受損壞。針對(duì)應(yīng)用中需要了解的鉗位電流與VCL上下拉電阻值的關(guān)系、鉗位電壓
對(duì)噪聲的影響作出以下說明。

鉗位電流與鉗位控制電壓（VCL）引腳上下拉電阻值關(guān)系

  一般情況下Vcl腳可以懸空，也可通過VCL對(duì)地或?qū)CC接電阻的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖一所示鉗位內(nèi)部原理圖。

  鉗位電流隨Vb點(diǎn)電壓改變而改變：

  Vb=1.2V+[1.2V/(2.3k//RCLAMP)]*1.5k

  鉗位NMOS管VTH約為0.9V，當(dāng)設(shè)置Vb為2.1V時(shí)，MOS管VGS約為0.6V，低于VTH，MOS不導(dǎo)通，當(dāng)輸入電流過大，將IIN端電壓拉低到1.2V以下時(shí)，鉗位管工作，鉗位電流會(huì)對(duì)噪聲有一定影響，最好設(shè)置工作的閾值
低于鉗位電流。

圖1 鉗位內(nèi)部原理圖

鉗位電壓對(duì)噪聲的影響

  RCLAMP用于調(diào)節(jié)CLAMP功能的觸發(fā)點(diǎn)，不同RCLAMP最大CLAMP電流均在100mA左右，VIN電壓和IIN電流的關(guān)系如下圖2所示，100uA時(shí)CLAMP開始起作用。

圖2 VIN電壓和IIN電流關(guān)系

  在默認(rèn)情況下，VCL和VIN之間的壓差為800mV，正常情況下CLAMP不導(dǎo)通. 默認(rèn)情況下有微弱的漏電。在低噪聲應(yīng)用場(chǎng)合，需要降低VCL電壓，降低CLAMP電流噪聲，此時(shí)可通過將RCLAMP電阻對(duì)VCC接電阻實(shí)現(xiàn)，
對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖3所示:

圖3 VCC上拉RCLAMP阻值與鉗位腳電壓關(guān)系

  如需要將鉗位MOS管VGS降到0.5V，此時(shí)輸入VIN電壓為1.5V，則VCL需要為2V，RCALMP需要對(duì)VCC接10k的電阻。