
湖南静芯推出耐压为ESD增强型PMOS ESPE03R15K,主要用于电源管理、负载开关、电机驱动和DC-DC转换电路中。该器件具有低导通电阻、高电流承载能力以及较快的开关速度,适合在高效能电源系统中使用。使MOS管在无外置ESD器件保护的情况下,在GS端拥有 IEC ±10kV,HBM ±10kV 的静电防护能力,与传统MOSFET和传统带ESD防护MOSFET相比,防护性能显著提高,支持pin-to-pin替代AO4435、SI4435、FDS4435BZ等市场内常见PMOS。
湖南静芯增强ESD型MOSFET介绍
比起传统MOS管,集成ESD保护的MOS管可以显著提高栅极的可靠性与鲁棒性,优化性能与节约成本。传统带 ESD MOS 管的HBM防护能力通常在 2kV 左右,栅极漏电流IGSS在 5-30uA 左右,且集成ESD功能多由栅极集成串联多晶电阻的方式来解决ESD问题,会造成MOS 管开关时间变长,高频领域应用受限等问题。同时由于传统集成 ESD MOSFET工艺复杂,一般情况会比不带 ESD MOSFET 价格高30%-40%。
湖南静芯的增强 ESD 型 MOSFET 系列,人体模型(HBM)防护能大于±8kV,IEC61000-4-2 Contact 标准防护能力大于±6kV,栅极漏电流 IGSS典型值为 1~10nA(MAX<100nA),栅极电阻与传统不带ESD MOS 管一致,对 MOS 管的栅极性能基本没有影响,抗静电能力领先市面上传统集成ESD MOSFET很多,且不影响高频领域的使用。湖南静芯提出的创新工艺使公司增强ESD 型 MOSFET系列成本与常规不带 ESD MOS 成本非常接近,为客户提供了高性价、高静电能力的 MOSFET新选择。
图1 传统集成ESD MOS管剖面结构图

表1 传统带ESD防护MOS与静芯ESD增强型MOS对比
ESPE03R15K介绍
ESPE03R15K是湖南静芯研发的一款耐压为30V的P沟道增强型MOS场效应晶体管,其优势在于能够在较低驱动电压下实现高电流控制,非常适合用于电池供电设备、笔记本电脑电源、DC稳压模块以及LED驱动电路中,高可靠性与宽温度工作范围使其在工业控制和消费电子领域中应用十分广泛。
该器件采用先进的沟槽技术与设计,具有优异的导通电阻和低栅极电荷特性,SOP8封装内集成 ESD 器件,拥有 IEC ±10kV,HBM ±10kV的静电防护能力。该器件IGSS在100nA以内,在VGS =-10V,ID= -3A的条件下,RDS(on) =13mΩ;在VGS =-4.5V,ID=-2A的条件下,RDS(on)=21mΩ。该器件的相关参数如下所示。

表2 ESPE03R15K电气特性表
应用示例
ESPE03R15K的核心优势在于低导通电阻、较大的电流承载能力和优异的ESD耐受能力,不仅能在导通后显著降低功率损耗和发热,还能通过内部集成的泄放路径快速钳位静电或浪涌电压,解决MOS栅极易被静电击穿的问题,常被用于高速电源开关和电池供电。
1.同步整流电路
ESPE03R15K常用来构建同步整流 BUCK 降压 DC-DC 电路,用 ESPE03R15K和NMOS配合电感电容实现高效降压。当P 管导通、N 管关断时,输入电源向电感储能并为负载供电;当P 管关断、N管导通时,电感释放存储的能量,通过N管续流维持负载电流。

图2 防反接电路应用示例图
2.高边电源开关
ESPE03R15K可协助构建高边开关的典型电路,实现低电平控制信号驱动高电压电源通断的功能。当Control为低电平或悬空时, MOS管关断,电源输入端与输出端之间无电流通路,电源输出被切断;当Control输入高电平时,MOS管完全导通,电源输入端与输出端通过低阻通路连通,电源输出有效。

图3 高边电源开关应用示例图
总结与结论
ESPE03R15K具有高性价比、高兼容性、高可靠性,拥有30V耐压、12A连续漏极电流的黄金配置,完美覆盖12V电池供电、DC-DC转换、电机驱动等80%的主流应用场景,在中低压MOSFET领域是非常值得信赖的选择。
湖南静芯ESD器件工作电压涵盖1.0~72V,电流涵盖4~30A,电容最低至0.08pF,封装涵盖CSP、FC及各类封装形式。同时推出22V&33V TDS平缓浪涌抑制器,可用于保护工作电压为20V、24V、28V、36V的系统,具有精准且恒定的触发电压、优异的钳位性能及稳定的温度特性,可为系统提供更全面保护。结合TDS器件与深回扫ESD优势,湖南静芯是国内首家推出USB4.0完整解决方案的公司,详情可以参考:湖南静芯推出Thunderbolt4、5/USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防护完整解决方案100W+80G与湖南静芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防护完整解决方案140W&180W+120G等文章。