【应用】方舟微耗尽型MOSFET用于智能变送器,可实现高电压供电,有效抑制浪涌或瞬态干扰

2022-04-28 方舟微
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近年来,耗尽型MOSFET日益受到重视,广泛应用于固态继电器、“常开”开关、线形运放、恒流源、恒压源和开关电源等,涵盖了家用电器、消费电子、工业控制、汽车电子、电信设施和航空航天等领域。


耗尽型MOSFET分为两种类型:N沟道耗尽型MOSFET,即:导电沟道为N型,参与导电的主要是电子,以及P沟道耗尽型MOSFET,即:导电沟道为P型,参与导电的主要是空穴。由于电子的迁移率远高于空穴,N沟道耗尽型MOSFET具有更强的电流处理能力,得到了更广泛地运用。


当栅极-源极电压VGS=0V时,其导电沟道即已存在,器件处于开通状态。当栅极-源极电压VGS<VGS(OFF)时(N沟道)或VGS>VGS(OFF)(P 沟道),其导电沟道因沟道中的载流子耗尽而消失,器件处于关断状态。由于在零栅偏时,器件处于导通状态,因 此耗尽型器件又称为“常开”(Normally On)器件。图1为N沟道耗尽型MOSFET的示意图。 


利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性,大家可以很方便地建立一个简单的电压调节器,具有高电压调节范围和稳定的电压输出。也可以组成一个稳定的恒流源。同时,这种电压源或电流源具有极佳的抗干扰能力,能有效地抑制瞬态电压或浪涌电流。


如图2所示,当VDD增加时,流过电路的电流IDS增加,导致耗尽型MOSFET源极电位VS升高,即VGS绝对值∣VGS∣增加,并引起器件导电沟道变窄,电流增加减缓。在此过程中负载RL两端的电压VS无限接近器件的关断电压∣VGS(OFF)∣,VS≈∣VGS(OFF)∣,即VS钳位在∣VGS(OFF)∣处,不再随输入电压VDD的增加而变化。负载RL流过的电流IL(IL=VS/RL)也不随输入电压VDD的增加而变化。

其中,BVDSX为耗尽型MOSFET漏源极之间的击穿电压。


由此可以看出利用耗尽型MOSFET可以组成一个简单稳定的高电压输入的电压调节器或电流源,同时具有极佳的瞬态抑制能力。利用运算放大器或电压基准源,可以很容易实现指定的输出电压。


如图3所示,Vo与V具有如下关系:

因此,通过配置R2和R1的组合,可以轻松确定负载的工作电压Vs

其中, VGS(OFF)为耗尽型MOSFET的关断电压。


传感器、变送器一般工作在恶劣环境中,使用耗尽型MOSFET,不仅实现高电压供电,而且还能有效抑制浪涌或瞬态干扰,保证系统安全、正常工作。下面,方舟微将以一款常用的智能变送器为例,为大家简要说明耗尽型MOSFET在工业传感器、智能变送器中的典型应用。


在图中,可以选用方舟微推出的DMX1072DMS4022耗尽型MOSFET,给环路供电型4mA~20mA数模转换电路AD421供电。


方舟微DMX1072采用SOT-89封装,主要参数为:耗散功率1W,耐压100V,饱和电流大于0.7A,导通电阻最大值3Ω,如果直接用在4mA~20mA供电环路中,可支持高达24V的电压输入。


方舟微DMS4022采用SOT-223封装,主要参数为:耗散功率1.5W,耐压400V,饱和电流大于200mA,导通电阻最大值25Ω左右;采用DMS4022,支持高达48V的高电压输入,并同时抑制高达400V的瞬态浪涌,对系统实行有效的过压、过流保护,这对于诸如工业现场、电机控制、变频调速等复杂电磁环境的应用尤为重要。 汽车中有许多电机,这些感性负载可能产生高达300V的电压瞬态,因此选择DMS4022能有效地防止瞬态干扰和破坏。


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产品型号
品类
ID (A)
RDSON(Ω) Typ.
Package
VGS (V)
BVDSS (V)
DMZ1511NE
耗尽型MOSFET
0.1
10~25
SOT-23
-3.3~-1.5
150

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Littelfuse(力特)集成电路选型指南

目录- Products overview    Solid State Relays Introduction    Gate Drivers Introduction    High Voltage Isolated Analog Switches/Optocouplers/MOSFETS Introduction    Non-Volatile Digitally Programmable Capacitors/High-voltage LED Drivers Introduction    Multifunction Products/Voltage Monitoring & Sensing IC Introduction    Solid State/Optically Isolated Power Relays    Optically Isolated AC Power Switches    Gate Drivers & Linear/Standard Optocouplers    Depletion Mode MOSFET and Telecommunication/Multifunction Products    Global Lab Capabilities   

型号- LF2136BTR,LF2113BTR,IXD_614CI,CPC1225N,IAD110P,CPC1019N,IXD_609PI,ITC135P,CPC1335P,CPC3960Z,TS190PL,IAD110,LAA120,LF2113B,LAA127,PAA150,LAA125,CPC1006N,CPC1018N,LF2101N,PAA190S,CPC3720C,PBB190,LBA127P,LCA120LS,LBA127L,LAA110,CPC1114N,CPC1017N,LBA127S,PLB190S,CPC1394GR,LBB120,PAA191S,LF2104N,LBB126,LBB127,CPC2317N,IXD_602D2,IX4340N,LAA100,CPC1125N,CPC1004N,CPC1016N,PBA150S,CPC1394GV,LAA108,CPC1786J,CPC3710C,LBB110,CPC1966BX8,IXD_630MYI,LF2103N,LBA127LS,LCC120,LCA182,LF2388B,PLA192S,XAA170P,TS190LS,XAA170,LF2190NTR,LF2110B,CPC1393GR,CPC7524,PLA110LS,CPC7695Z,PLA193S,CPC1981Y,IXD_604SIA,CPC1002N,LBA120P,CPC1014N,CPC1135N,LBA120S,PAA191,LBA120L,CPC1788J,PAA190,CPC1393GV,PAA193,CPC1510G,IXD_609SI,LF2113,LF2110,LCB710S,LF2136B,TS117PL,CPC1231N,CPC1001N,CPC1025N,CPC1983B,PAA140LS,CPC1777J,LBB127P,CPC3701C,LOC110,XBB170,IXD_630YI,LOC111,LOC112,LBB127S,PLA190S,CPC1511Y,LOC117,PLA191S,LCA110LS,LBA110L,CPC1983Y,CPC1230N,CPC1963GS,CPC7695B,LBA110S,CPC1972G,TS190,LBA110P,PLB171P,LF2304NTR,LBB126P,LBB126S,CPC3714C,FDA217,XAA170S,CPC1984Y,FDA215,TS120S,LF2136,TS120P,LAA100S,LAA100P,CPC1983YE,LCB716S,LAA100L,LAA120LS,LF2304N,LOC11X,XS170,CPC1593G,CPC2125N,OAA160,IAB110P,LAA110PL,CPC1918J,MXHV9910,LCA182S,CPC1330GR,CPC5622A,LCA129,LCA127,LCA125,CPC1510,CPC1511,CPC1906Y,CPC2017N,LCA120,PAA150P,LCA712S,CPC1907B,PAA150S,LAA110S,NCD2400M,LAA110P,XAA117,LF21904N,LAA110L,ITC117L,TS117LS,PS1201,XCB170,LOC112S,ITC117P,LCA110,LF2103,PAA140L,CPC1908J,LF2110BTR,CPC1560GS,PS2401,LOC111S,CPC1596G,LOC112P,CPC1330G,CPC1560G,LCA220,LCA100,PAA140P,LCA710S,LAA120PL,CPC1560S,PAA140S,CPC1909J,LAA120P,CPC5712U,LAA120L,CPC1593GS,LF2106N,CPC1561B,LOC110S,LOC110P,PAA193S,LOC111P,CPC5603C,OAA160S,OAA160P,FDA217S,LCA715S,LCC110P,CPC3980Z,LCC110S,LCC110,LAA120S,IX4310T,CPC3982T,CPC1943GS,FDA215S,XCA170,CPC5602C,LBA120,OMA160S,LBA127,LCC120S,CPC1106N,CPC1009N,CPC1333G,CPC1563G,LCB127,LCB126,LBA110,IAA110P,ITC137P,LCB120,LCA701S,IXD_604D2,LF21814N,LCB717S,CPC1117N,CPC1008N,CPC1540G,CPC3730C,LF2388BTR,LCB111,LCB110,PLA132S,LCB110S,LAA108S,CPC1727J,CPC1945G,CPC40055ST,LAA108P,PLA160,CPC1945Y,IXD_614SI,LF2104NTR,LCA127LS,XBB170S,CPC1580,XBB170P,PAA110L,CPC1966YX8,XAA117P,CPC1966YX6,XAA117S,LBA710S,LF21064N,PLA170,CPC5712,CPC1593,PAA110P,LF2181N,LF21904NTR,CPC1596,PAA110S,CPC1590,LBA716,LAA125PL,LCB120S,LAA100LS,CPC1393G,PLA140,CPC1705Y,PLA143,LBA710,LCA717S,LF2184N,CPC3909C,PLA140LS,PLA143S,CPC1718J,LCB717,LCB716,CPC1333GR,LCB710,CPC1394G,CPC1706Y,PLA150,IXD_602SI,NCD2100,OMA160,IX4351,LBA110PL,IXD_609SIA,CPC3909Z,LCB126S,PBB190S,LF2184NTR,XS170S,LCA210,CPC1540,LF2190N,IX4427N,IXD_609D2,IX4427M,LBA120LS,LF21844N,CPC1708J,IXD_609CI,LAA127S,CPC1563GS,LAA127P,LAA110LS,CPC1540GS,LAA127L,CPC2907B,LCA110S,CPC1926Y,TS190S,TS190P,CPC2025N,PLA132,TS190L,PLA134,IX4428M,CPC1590P,LCA110L,IX4428N,LAA100PL,CPC1927J,PLA110S,CPC1709J,LAA710,IXD_630MCI,CPC1596GS,PLA134S,PLA110L,CPC5621A,LOC117S,LOC117P,CPC1560,CPC3980,CPC2014N,CPC1563,LF2106NTR,IXD_614YI,LAA125S,PS2601,LAA125P,LCB111S,LAA125L,CPC2330N,CPC1916Y,CPC5620A,LCA120S,PLA110,PAA132S,IX4426M,IX4426N,LCA120L,CPC1580P,LCA100LS,PLA160S,IAA110,PLA172P,ITC117PL,LBA110LS,IX4340UE,CPC1035N,CPC1961G,CPC1779J,CPC9909,LCA125S,PM1204S,LCA210S,LF21844NTR,CPC3703C,LCA125L,PAA110PL,LAA710S,LCA210L,CPC1973Y,LBB120S,CPC1010N,LF2101NTR,CPC1986J,CPC1998J,XCB170S,CPC1964BX6,LBB120P,PLA194S,CPC1510GS,PLA170S,CPC1130N,CPC1972GS,PM1206S,CPC1963G,CPC1390GV,LAA127LS,PLB190,LCA220S,CPC1390GR,PLB150S,IXD_604PI,CPC1976YX6,XCA170S,PD2601,LF21814NTR,CPC1020N,CPC1964B,PLA171P,CPC1961GS,IX4351NEAU,LCB127S,CPC1988J,PM1205S,LCA210LS,IBB110,LCA100S,CPC7514,CPC7512,IXD_609YI,LCA100L,LBB110S,LBB110P,CPC1976Y,PLA140S,PLA140L,CPC1965G,ITC135,ITC137,PD1201,CPC1977J,PAA110,TS120,LCA129S,PBB150S,LF21064NTR,LCA125LS,PBB150P,CPC1965Y,PAA110LS,CPC1030N,CPC3902Z,CPC3708Z,CPC1966B,CPC1978J,CPC5622-EVAL-600R,IXD_630CI,PM1206,PM1205,PM1204,PBB150,CPC1966Y,IX4351NE,LF2181NTR,CPC3708C,PLA150S,CPC1150N,PAA127P,LAA127PL,PAA127S,TS118S,PAA140,CPC1967J,TS118P,CPC1979J,CPC1943G,LAA125LS,LCA717,ITC117,LCA715,LCA712,CPC2030N,LCA710,PAA132,PLB150,LCA127L,PBA150,IXD_602PI,IX4340NE,LCA127S,IAB110,IXD_602SIA,TS117S,LBA716S,LF2103NTR,TS117P,CPC1968J,TS117L,PD2401,LCA701,PLA190,PAA127,PLA191,PLA192,PLA193,IBB110P,PLA194,IXD_614PI,CPC1390G,IXD_604SI,CPC1726Y,TS117,TS118

选型指南  -  LITTELFUSE  - 0422 PDF 英文 下载

解析耗尽型MOSFET在稳压及过压保护应用中的优势

耗尽型MOSFET在电路设计中具有独特的优势,包括高输入阻抗、低漏电流、可调性和高速性。在稳压应用中,耗尽型MOSFET具有简化电路设计和宽泛的直流工作电压范围等优势;在过压保护应用中表现出色,既能实现PWM IC在宽电压范围输入下的供电需求,又能有效抑制电路浪涌,为PWM IC提供过压保护。

技术探讨    发布时间 : 2024-08-31

数据手册  -  方舟微  - Rev.1.1  - May. 2022 PDF 英文 下载 查看更多版本

耗尽型MOSFET与JFET的比较

JFET的全称分为结型场效应晶体管,MOSFET的全称为金属氧化物半导体场效应晶体管。耗尽型MOSFET与JFET均属于电压控制型场效应晶体管(FET),场效应晶体管通过电场来控制导电沟道的电导率。应用场景包括RF技术、电路开关、功率控制以及放大电路。

技术探讨    发布时间 : 2023-12-08

方舟微增强型MOSFET选型表

方舟微提供以下耗尽型MOSFET选型参数: 击穿电压(V):-350~350,额定电流(A):-15~102,阈值电压(V):-4.38~5,提供SOT-89/TO-220-3L/SOP-8等多种封装。

产品型号
品类
阈值电压(V)
击穿电压(V)
导通电阻(Ohm)最大值
额定电流(A)
导通电阻(Ohm)典型值
备注
封装形式
FTX30P35G
增强型MOSFET
-1~-3
-350
30
-0.2
18
P Channel MOS
SOT-89

选型表  -  方舟微 立即选型

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功率MOSFET管检测:动静态参数/热特性/高低温性能/可靠性等参数测试

可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告,静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A;动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等,具备可靠性评估及老化实验能力。

实验室地址: 西安 提交需求>

位移传感器量程定制

可定制位移传感器量程范围10~600mm,该YWD型位移传感器表面有带刻度的透明窗☐,每毫米的变化量误差不超过3ue/mm,可在静态、准静态和低频动态下工作。主要指标:非线性<0.2%;供桥电压<10v;测试精度:0.01mm。

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