由於許多電子系統越來越著重節約能源，再加上這些系統增大，設計也較為複雜，因此系統設計工程師都喜歡利用電源管理技術將部分暫時不需使用的電路關閉，直至重新使用為止。我們很容易便可停止部分電路的供電，但要重新為其供電則並非一般人所想像那麼簡單。我們不但要考慮通電步驟的先後次序，而且可能要改變系統的部分設計，以確保每一組電路都可順利通電啟動，如果系統設有運算放大器，這兩個問題更尤其不能忽視。

一般來說，必須按照以下三個步驟啟動運算放大器：

第一步是先要確保放大器有適當的接地，這一步實行起來簡單容易，而且可以讓放大器的接地接腳長期處於連接狀態。第三步是為放大器供電，這一步也很簡單，雖然有時供電過快或過慢也會產生問題。

為放大器供電之前，要確保放大器的輸入接腳並無剩餘電壓，這是較難掌握的一步。

為放大器供電時，若放大器的輸入接腳在通電時還有剩餘電壓，便會出現三個常見的現象。第一個現象是放大器出現鎖存，但受影響的主要是CMOS放大器。另外兩個現象分別是：

兩者對任何類型的放大器都會有壞的影響。因此必須修改系統設計，以便將這些影響減至最低。

鎖存會令晶片受熱而熔化

若放大器內各電晶體與安放電晶體的晶粒基體之間的P-N接面形成寄生的SCR晶片，便會出現鎖存現象。SCR屬於四層式（PNPN）的晶片，一旦觸發通電，便會持續通電，直至供電停止。

《圖一　PNP及NPN電晶體互連電路圖》

＜註：由於CMOS放大器的PNP及NPN電晶體互連一起，因此會形成寄生的SCR晶片。電流一旦流經電晶體的基體，便會觸及觸發點，將放大器鎖存起來。＞

(圖一)是互連的PNP及NPN電晶體的電路圖。這幅圖顯示PNP或NPN電晶體的基體一旦出現任何電流，電流會自動反覆產生電流，並將整個電晶體結構鎖定在“開啟”的狀態之中。若電晶體之間的連接受熱熔化或零組件爆裂，電流通常會立即停止。不過一般來說，這是CMOS晶片的問題。

可以將高電阻值電阻與放大器的輸入接腳串聯，以便降低出現鎖存現象的機會。但千萬不要忘記測試電路在不同溫度及供電電壓下的反應，也不要忘記測試電源供應器的啟動速度，以確保鎖存現象不會出現。

另外，也可限制流入放大器供電接腳的電流，但這樣做不會防止鎖存現象出現，最多只能避免放大器受損。若放大器出現鎖存現象，必須停止為其供電接腳及輸入接腳供電，然後才可重新啟動放大器供電。

靜電釋放（ESD）二極體提供一條可以通電的通道

新一代放大器的接腳全部都設有一對靜電釋放（ESD）二極體，其作用是保護零件內的精密電路，以免在拾放及裝配的過程中受到靜電的傷害。

正如(圖二)所示，若正極的靜電闖入輸入接腳，高端二極體會將電能傳送到電源供應器的正極幹線。若闖入的是負極靜電，低端靜電釋放二極體便會獲得正向偏壓，並將輸入接腳的電壓鉗定，確保能與底部幹線電壓保持一致。按照這個設計，所有接腳的電壓都會被鉗定，確保與供電接腳的電壓相差不會超過0.6Ｖ。

《圖二　靜電釋放（ESD）二極體》

＜註：若低阻抗電源與沒有通電的放大器輸入接腳連接，輸入電流會流入靜電釋放二極體，不但為放大器提供供電，而且也會為系統的其他電路提供供電。＞

圖二的電路圖顯示若停止為放大器提供供電時，其中一條輸入接腳仍有低阻抗電壓，這樣必定會衍生連串問題。輸入接腳的靜電釋放二極體將會導電，而輸入電流將會因為二極體出現壓降而傳送到供電接腳，由此可見問題完全在於低阻抗輸入電壓。若有百萬歐姆（megohm）的電阻連接輸入接腳，便會產生足夠的電流為靜電釋放二極體提供正向偏壓，但圖中所提供的3微安培（μA）電流便無法發揮作用。

但試想以下這個假設性的情況：假設放大器的輸入接腳直接與電池連接。這個低阻抗電源可以提供大量電流，其電流量足以為二極體提供正向偏壓，然後將電流傳送到電路板的所有供電節點，啟動整個系統。若電流量夠大的話（約100mA），靜電釋放二極體會熔化及出現短路，零件也會因此而受損，這是任何放大器製造商都要面對的問題。

若要解決這個問題，只需將輸入接腳與電阻串聯一起便可，這與解決鎖存問題的方法相似。這樣可確保電流較弱，不足以透過靜電釋放二極體為系統提供供電。靜電釋放二極體本身可以承受高達幾十毫安培（mA）的電流，受損的機會非常低。一般來說，這只不過是一個浪費多少能源的問題，在絕大部分情況下零件本身不會受損。應盡量確保電源管理系統終止電路的所有功能，包括提供供電及輸入等功能。若系統有某一部分電路無緣無故不斷耗電，便必須首先檢查這部分的電路。

啟動不穩定

系統若未能及時獲得電源供應，便會產生(圖三)電路圖所示的問題。放大器若以低於其指定的電壓作業，便不能保證放大器可以繼續提供穩定的輸出。且大部份會發生輸出電壓出現溫和的或甚至大幅度的波動，由供電電壓範圍的一端跳至另一端，直至放大器在某一最低的作業電壓穩定下來為止。若系統的某些重要功能需要放大器的輸出為其提供供電，在放大器獲得所需的最低供電電壓之前，系統將無法穩定執行這些重要功能。

《圖三　系統未獲得電源供應所產生的問題》

＜註：放大器若與緩慢啟動的電源供應器連接一起，放大器的輸出會出現無法預測的波動，直至放大器獲得所需的最低供電電壓為止。＞

系統若過早獲得供電，有時也會出現問題。快速的上升時間可能會與輸出耦合一起，產生有問題的錯誤訊號。

無論在任何情況下測試放大器，都必須採用製成品所配備的同一電源供應系統進行測試。過去曾經有很多慘敗個案，它們的共通點皆為負責的工程師採用實驗室的電源供應器開發及測試類比系統，然後將測試合格的電源供應器移植到製成品內，與充滿雜訊的軟啟動開關穩壓器連接一起。

溫度過低也會產生問題

大部分系統設計工程師也將高溫問題視為首要解決課題。原因在於零組件太熱會浪費能源，以及影響系統的穩定性，甚至會使零件熔化。另一方面，溫度過低也會對半導體產生不利的影響。

溫度變化會對電晶體的物理特性產生不利影響。如溫度下降時，電晶體的基極/射極電壓會隨著上升，甚至有可能上升至1V。若VBE為1.0V，要想設計一款能利用1.2V供電電壓作業的半導體便倍加困難。

《圖四　作業溫度下降，電晶體的基極/射極電壓會上升》

＜註：晶片若在較低的溫度下作業，電壓的最高極限會不斷縮小，令系統無法正常作業。＞

此外，在低溫環境作業時，晶片能否保持其穩定性也是另一問題。例如，電容值不很大的電容負載有時會出現振盪，這種情況不會在室溫下出現。必須小心查閱相關零組件資料表有關溫度效應的圖表部分，而且測試及評估系統的穩定性時，除了測試系統在高溫區的反應之外，同時也要測試其低溫反應。

當然也可選用設有停機模式的晶片。只要確保放大器不斷有電源供應，便可減少鎖存及透過靜電釋放二極體饋電的問題。

採用停機模式時，為了將供電電流減至最低，晶片基本上會停止提供內部偏壓。此外，放大器的輸出會改用高阻抗模式。

不同的輸出加載情況、輸出電壓以及輸入阻抗會令放大器的啟動及關閉時間出現較大的波動。但一般來說，波幅不會超過1ms。（本文由美國國家半導體提供）