解析耗尽型MOSFET在稳压及过压保护应用中的优势
一、耗尽型MOSFET的基本特性
耗尽型MOSFET，与常见的增强型MOSFET不同，它在栅极电压为零时就已经处于导通状态，即沟道已经存在。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。其工作原理主要基于电场效应，通过改变栅极电压来控制沟道的导电性，从而实现对电流的精确调控。在稳压及过压保护中主要利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性。
二、稳压应用中的优势
简化电路设计
图一：耗尽型MOSFET在供电电路中的应用
耗尽型MOSFET在栅极电压为零即导通，这意味着在某些应用中可以省去额外的驱动电路，从而简化电路设计。例如，在实现PWM IC的VCC供电电路中，传统方法使用三极管、功率电阻和齐纳二极管等多颗器件，但这会导致PCB上的热量过高且效率低下。而采用耗尽型MOSFET的方法，可以用一颗器件代替，节省空间，简化电路，减小功耗。
宽泛的直流工作电压范围
图二：LDO应用电路
图三：搭配耗尽型MOSFET应用电路
耗尽型MOSFET具有宽泛的直流工作电压范围（Vin），这使其在稳压应用中更加灵活。如图二中在线性电压调节器中，输入电压可能来自母线电压，存在较大的电压变化，包括电压尖峰。如图三所示耗尽型MOSFET（DMZ6012E）可以通过源极跟随器配置连接，减少电压瞬变，直至达到器件额定电压VDS的耐受能力。这种配置不仅保护了电路免受浪涌电压的影响，还通过低静态电流实现了最小功耗。
三、过压保护应用中的优势
耗尽型MOSFET在过压保护应用中表现出色。如图四所示，在这种电路中，耗尽型MOSFET与电阻和稳压二极管相结合，利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性，通过选择合适的稳压二极管，可以设定一个稳定的输出电压值。当输入电压超过该值时，稳压二极管开始工作，将栅极电压钳制在一定水平，从而限制漏极电流，防止过压对后续电路造成损害。这种电路结构简单，成本低廉，适用于需要过压保护的多种场合。
图四：过压保护电路
某些耗尽型MOSFET产品具有超高的阈值电压参数，如ARK（方舟微）的UltraVt®系列，这些产品非常适合直接用于各类PWM IC的供电方案中。UltraVt®超高阈值耗尽型MOSFET系列产品的主要参数如下：
它们既能实现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。这种高阈值电压特性使得耗尽型MOSFET在高压及宽电压输出条件下具有更高的可靠性和稳定性。典型应用电路（以DMZ1015E为例）如图五：
图五：耗尽型MOSFET稳压应用典型电路
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产品型号
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品类
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BVDSS (V)
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RDSON(Ω) Typ.
|
ID (A)
|
VGS (V)
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Package
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DMZ1511NE
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耗尽型MOSFET
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150
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10~25
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0.1
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-3.3~-1.5
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SOT-23
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选型表 - 方舟微 立即选型
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现货市场
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