成都方舟微电子有限公司
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信息来源:本站 日期:2024-07-23

ARK(方舟微)高阈值耗尽型MOSFET在MCU供电方案中的应用


ARK(方舟微)研发的高阈值耗尽型MOSFET具有较高的阈值电压,非常适合搭配LDO给MCU供电,目前常见的MCU的工作电压大多为2.7V~5.5V,在宽范围输入电压供电的应用中,可以使用高阈值耗尽型MOSFET搭配LDO给MCU提供精确的供电电压。同时,为进一步简化电路和节约成本,还可以仅仅使用DMZ1520E直接给MCU供电。此外,还可以使用高阈值耗尽型MOSFET搭配限流电阻构成恒流源给MCU供电。


ARK(方舟微)高阈值耗尽型MOSFET系列产品的主要参数如下:

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01

搭配LDO给MCU供电

高阈值耗尽型MOSFET搭配LDO给负载供电的典型应用电路如下:


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图1. 高阈值耗尽型MOSFET搭配LDO给MCU供电


图1电路中,LDO的输入、输出两端的电压差,数值上等于耗尽型MOSFET在对应电流下的阈值电压VGS(OFF),而上述耗尽型MOSFET的高阈值特性,可以保证LDO在低温或较大电流下工作时,其输入、输出两端压差大于LDO正常工作所需的最低压差,使LDO能够稳定的给MCU提供精确的供电电压。


02

直接给MCU供电

高阈值耗尽型MOSFET直接给负载IC供电的典型应用电路如下:


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图2. 高阈值耗尽型MOSFET直接给MCU供电


MCU的工作所需电流通常较小,且供电范围约2.7V~5.5V,在图2所示电路中,VDD电压值等于对应电流下耗尽型MSOEFT DMZ1520E的阈值电压VGS(OFF)(-3.5V~-5.5V),因此,使用DMZ1520E直接MCU供电,能够满足MCU在2.7V~5.5V区间的供电需求,允许的输入电压最大值高达150V。


03

搭配限流电阻构成恒流源给IC供电

利用高阈值耗尽型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,给负载IC供电,其典型应用电路如下:


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图3. 高阈值耗尽型MOSFET搭配限流电阻构成恒流源给IC供电


如图3电路所示,当Vin增加时,流过电路的电流IDS增加,电阻R两端的电压升高,即耗尽型MOSFET源极-栅极电压升高,VGS增加会引起器件导电沟道变窄,电流增加减缓。最终电阻R两端的电压VSG数值上等于器件对应电流下的关断电压∣VGS(OFF)∣,此时IDS不再随输入电压Vin的增加而变化。因此电路可提供的恒定电流为I=VGS(OFF)/R,其中VGS(OFF)为耗尽型MOSFET在对应电流下的阈值电压。用户可根据MOSFET的VGS(OFF)参数来匹配相应阻值的电阻,以实现IC的恒流供电需求。


04

DMZ1521E在PI的PD方案中的应用

如图4所示,是PI在PD方案中使用DMZ1521E进行恒流供电的应用示意图:


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图4. DMZ1521E在PI的 PD方案中的应用


05

DMZ12C15A搭配运算放大器的应用

ARK(方舟微)研发的DMZ12C15A高阈值耗尽型MOSFET,具有极低的泄漏电流,高温稳定性更高,非常适合搭配运算放大器或电压基准源,为负载提供恒定电压。典型电路如下图所示:


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图5. DMZ12C15A搭配运算放大器的应用


如图5所示,运算放大器输入电压Vi与运算放大器输出电压Vo之间的关系为:Vo=Vi×(1+R2/R1)。当负载确定时,负载两端的工作电压也会确定,有Vs=Vo+∣VGS∣,其中VGS在数值上等于耗尽型MOSFET在对应电流下的关断电压VGS(OFF),即Vs=Vo+∣VGS(OFF)∣。上述电路可以给负载提供稳定的供电电压。


DMZ12C15A规格书



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DMZ1520E规格书



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DMZ1521E规格书



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