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新的負(fù)載開關(guān)突顯了“真正的反向電流阻斷”的地位
對(duì)高壓電子設(shè)備（例如，在數(shù)據(jù)中心和EV中）的需求不斷增長(zhǎng)，已經(jīng)重新定義了EE從整體組件FET中的需求。例如，大功率應(yīng)用對(duì)RDS（on）盡可能低的FET用作負(fù)載開關(guān)產(chǎn)生了巨大的需求。
降低R DS（on）有助于以IR損耗的形式將功耗降至最低，這一事實(shí)激起了人們對(duì)寬帶隙半導(dǎo)體的濃厚興趣。
寬帶隙半導(dǎo)體正在探索用于高功率和高頻應(yīng)用。
但是，問(wèn)題并不僅限于此。高壓電子器件作為負(fù)載開關(guān)對(duì)FET提出了另一個(gè)主要挑戰(zhàn)：反向電流保護(hù)。Diodes Incorporated希望通過(guò)其最新產(chǎn)品來(lái)解決這一問(wèn)題：設(shè)計(jì)有“真正的反向電流阻斷”功能的p溝道功率FET。
高壓電子設(shè)備中的負(fù)載開關(guān)
在高壓應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員必須找到一種方法，以其所能做到的任何方式節(jié)省功率。實(shí)現(xiàn)此目的的方法之一是在電路中實(shí)現(xiàn)負(fù)載開關(guān)。
負(fù)載開關(guān)只是根據(jù)需要將負(fù)載與電壓軌連接或斷開的一種方式，確保不使用時(shí)負(fù)載不會(huì)消耗任何功率。這通常是由一個(gè)或兩個(gè)MOSFET在電壓軌和負(fù)載之間實(shí)現(xiàn)的，該MOSFET由外部邏輯信號(hào)控制。
負(fù)載開關(guān)電路的示例。
在上面的示例電路中，PMOS負(fù)載開關(guān)被R1偏置，使得當(dāng)使能信號(hào)為低電平時(shí)，PMOS處于截止?fàn)顟B(tài)，這意味著V IN 和V OUT 彼此隔離。當(dāng)使能信號(hào)變高時(shí)，PMOS的柵極被驅(qū)動(dòng)接地，從而有效地將V OUT處的負(fù)載連接至V IN處的電壓軌。
高壓挑戰(zhàn)
通過(guò)了解這些電路的外觀，我們可以了解高壓應(yīng)用如何帶來(lái)其他挑戰(zhàn)。
參照示例電路，隨著電壓（以及隨后的電流）增加，相同的通過(guò)FET將在相同的R DS（on）上消耗更多的功率。這一電源挑戰(zhàn)激發(fā)了對(duì)通道內(nèi)電阻較低的新一代FET的大量投資，以減少此類應(yīng)用中的功耗。
通過(guò)開關(guān)應(yīng)用中的反向電流機(jī)制。
高壓應(yīng)用中的另一個(gè)挑戰(zhàn)是 反向電流。由于MOSFET的物理布局，在器件的漏極和源極端子之間存在一個(gè)寄生二極管。因此，如果V OUT 變得大于V IN，則該寄生二極管將變?yōu)檎蚱?，并?dǎo)致從V OUT到V IN的巨大電流涌流，稱為反向電流。
在這些應(yīng)用中，反向電流已成為一個(gè)更大的問(wèn)題，因?yàn)楦叩碾妷簳?huì)導(dǎo)致更高的反向電流，這可能會(huì)對(duì)電氣系統(tǒng)造成災(zāi)難性的影響。
Diodes Incorporated的真正反向電流阻斷愿景
為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，Diodes Incorporated本周發(fā)布了一種新產(chǎn)品：p溝道FET，專門用于低功率通道開關(guān)應(yīng)用。
新的FET被稱為AP22916，其在5 V時(shí)的R DS（on）降低了60毫歐，靜態(tài)電流為0.5 μA，并具有“真正的反向電流阻斷”（TRCB）功能。
AP22916的功能框圖。
根據(jù)東芝公司的說(shuō)法，TRCB與傳統(tǒng)的反向電流阻止功能不同，因?yàn)?span>TRCB在啟用或禁用負(fù)載開關(guān)時(shí)會(huì)阻止反向電流流動(dòng)，而傳統(tǒng)技術(shù)僅在禁用負(fù)載開關(guān)時(shí)才提供保護(hù)。
Diodes Incorporated聲稱，這是通過(guò)內(nèi)部反向電壓比較器在其新開關(guān)中實(shí)現(xiàn)的，該比較器始終比較V IN和V OUT并允許“真”反向電流阻斷。
在便攜式應(yīng)用程序中尋找位置
Diodes Incorporated的新產(chǎn)品具有比以前的解決方案更低的R DS（on），并且內(nèi)置TRCB，對(duì)于在高功率領(lǐng)域進(jìn)行設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)有用的解決方案。
AP22916的典型應(yīng)用電路。
AP22916封裝在芯片尺寸的房屋中（0.78 mm x 0.78 mm x 0.45 mm），在移動(dòng)應(yīng)用，可穿戴設(shè)備和GPS設(shè)備等便攜式應(yīng)用中似乎可以提供高功率密度。