湖南静芯推出耐压 (Vds) 为100V的N沟道增强型MOSFET ESP10N10BK，可应用于 DC-DC 转换、负载开关以及便携设备的电源管理等领域，完美匹配主流PoE功率级别。该器件在SOP8封装内集成ESD器件，使MOS管在无外置ESD器件保护的情况下，在GS端拥有IEC±8kV，HBM±8kV的静电防护能力，是PoE系统性能、可靠性、成本和尺寸的最佳选择。
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）防护能力≥±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
ESP10N10BK介绍
ESP10N10BK是湖南静芯研发的一款耐压为100V的N沟道增强型MOS场效应晶体管，采用先进的沟槽技术与设计，具有优异的导通电阻（RDS）和低栅极电荷特性，SOP8封装内集成 ESD 器件，拥有IEC ±8kV，HBM ±8kV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) =88mΩ；在VGS =4.5V，ID= 2A的条件下，RDS(on)=98mΩ该器件的相关曲线图及参数如下所示。
表2 ESP10N10BK电气特性表
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导通区域特性曲线 | 转移特性曲线 |
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电容特性曲线 | 导通电阻vs.结温 |
表3 ESP10N10BK相关曲线表
应用示例
在PoE系统中，MOS管是控制电力传输的核心开关元件，尤其在PSE端充当不可或缺的核心控制元件。PSE控制器通过精确控制MOS管的导通状态，向线路施加不同电压，来探测和识别PD，在握手成功后可为PD供电，并在故障时快速切断，完成发现、分类、供电、监控、断电的完整智能供电流程。
图2 PSE端应用示例
在PoE系统中，PD输入电桥的核心作用就是确保后级电路始终获得正确的直流供电,此外，它还能提供反向供电保护和浪涌防护。在PoE的PD输入电桥中加入MOS管，能大幅降低整流损耗，显著提高效率，尤其对于高功率PoE应用至关重要。
图3 PD 输入电桥典型应用
为POE系统选择MOS管时，需充分考虑静电、雷击、感性负载断开等引起的电压尖峰。PSE端口输出电压最大值可达57V，为确保MOS管的耐压（Vds）和最大持续电流（Id）留足安全余量，我们推荐使用耐压 (Vds) 为100V的MOS管。
总结与结论
为PoE系统选择合适的MOS管至关重要，它不仅需要承受网线热插拔和变压器漏感产生的高压尖峰，同时其导通电阻、开关速度等参数又深刻影响着电源转换效率。湖南静芯推出的耐压 (Vds) 为100V的N沟道增强型MOSFET ESP10N10BK，拥有 IEC ±8kV，HBM ±8kV 的静电防护能力，效率高损耗低，将是PoE系统的可靠选择。
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USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防护完整解决方案100W+80G/120G”与“湖南静芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防护完整解决方案140W&180W+80G/120G”等文章。