對于二極管的單向導通特性，我們最熟悉的應用就要屬二極管整流了，還有一種鉗位電路，也是利用它的這一特性。所謂的鉗位，就是將信號強行鉗制到某一電位上，抬高或降低信號的基準電位，但不改變原信號的波形，這就是鉗位了.

“當 V CC = 0 V時，我是否允許有輸入信號?”

“如果輸入或輸出電壓低于 GND 會發(fā)生什么?”

客戶經(jīng)常問這些問題——而且有充分的理由。許多標準邏輯數(shù)據(jù)表沒有明確指定輸入高于 V CC或低于接地 (GND) 的條件。在這些邊緣電壓下，器件本身在數(shù)據(jù)表中幾乎沒有(如果有的話)性能特征。

大多數(shù) TI 器件最重要的特性之一是具有靜電放電 (ESD) 保護功能。事實上，在某些器件中，ESD 保護電路占據(jù)了芯片上的大部分空間。通常，ESD 電路包括一個二極管，當輸入電壓接近不安全水平時，該二極管將過電流引導至 GND(通過反向擊穿)或 V CC (通過正向偏置)。目的是防止內(nèi)部電路出現(xiàn)損壞情況。

但是，ESD 二極管可能會產(chǎn)生一些意想不到的影響。例如，如果有一個輸入二極管從輸入端連接到 V CC ，則 V CC = 0 時的輸入電壓將導致電流通過器件流向 V CC引腳。同樣，當輸入達到低于 GND 的某個電平時，從 GND 到輸入的二極管將導致電流從 GND 流向輸入。

那么我們?nèi)绾沃垒斎攵O管何時存在，以及如何防止負面影響?

絕對最大額定值表(表 1)包含答案。

表 1：樣本絕對最大額定值表

在這個模擬開關上，我們可以看到 I/O 引腳上的電壓不允許高于 V CC或低于 -0.5V。因此，我們可以得出結論，在器件的每個 I/O 端口上都有一個二極管到 V CC和一個從 GND 的二極管。

圖 1：器件的 ESD 二極管結構，Absolute Max Table 與表 1 類似

表 2 提供了另一個示例，其中絕對最大評級的結構略有不同。

表 2：具有不同輸入與輸出限制的示例絕對最大額定值表

我們可以在這里看到二極管從 GND 到輸入和輸出都存在，到 V CC的 ESD 二極管存在于輸出。當器件處于高電平或低電平狀態(tài)時，存在通過 V CC二極管傳導電流的風險。該器件具有稱為高阻抗狀態(tài)的特殊功能，可防止電流通過二極管回流。它還具有當 V CC = 0 時的保護電路，稱為 I OFF。

然而，從 V CC + 0.5V 聲明中，我們知道有一個二極管從輸出連接到 VCC，并且有保護電路來防止某些配置中的問題。

圖 2：具有類似于表 2 的絕對最大額定值的器件的 ESD 二極管結構

但是有什么限制呢?規(guī)范 IIK 和 IOK 描述了通過 ESD 二極管流入器件(正值)和流出器件(負值)的電流限制?？紤]第一種情況(表 3)，我們有兩個 GND 二極管。

表 3：絕對最大額定值中鉗位電流的樣本額定值

GND 二極管中的電流限制在 50mA。對于 V CC二極管的第二種情況，“輸出鉗位電流”將有一個 +/- 符號，表示電流可以雙向流動(流入 V CC二極管或流出 GND 二極管)。

最好避免 ESD 二極管可能開啟的情況。大多數(shù)數(shù)據(jù)表都指定了輸入和輸出電壓規(guī)則的例外情況——因此，如果我們使用輸入或輸出上的串聯(lián)電阻器限制二極管鉗位電流，我們的設備損壞風險將大大降低。