湖南静芯推出耐压100V的ESD增强型NMOS ESNJ10R100K,主要用于中功率电源转换、中小型电机驱动和电池管理等领域。该器件具有高电流承载能力和较快的开关速度,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 ±16kV,HBM ±18kV 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。
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
ESNJ10R100K介绍
ESNJ10R100K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,其优势在于能够在较低驱动电压下实现高电流控制,凭借高可靠性与宽温度工作范围,该器件在工业控制领域,如PLC输出、中小型电机驱动、电源模块中应用广泛。
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,PDFN5*6- 8封装内集成 ESD 器件,拥有 IEC ±16kV,HBM ±18kV 的静电防护能力。该器件IGSS在100nA以内,在 VGS =10V,ID= 5A 的条件下,RDS(on)=88mΩ;在 VGS =4.5V,ID =4A 的条件下,RDS(on)=98mΩ。该器件的相关参数如下所示。

表2 ESNJ10R100K电气特性表
应用示例
MOSFET在电机驱动中可以作为电源开关,通过控制其导通和截止状态来调节电机的供电电压。由于电机的转速与供电电压成正比,因此通过调节电压可以实现对电机转速的精确控制。这种控制方式在直流电机和交流电机驱动中均得到广泛应用。除此之外,在电机运行过程中,过流和过热是常见的故障模式。MOSFET具有快速的电流响应能力和热稳定性,因此可以用于电流保护。通过监测电机的电流和MOSFET的温度,可以及时发现并处理过流和过热情况,从而保护电机和MOSFET免受损坏。

图2 伺服电机应用示例图
总结与结论
ESNJ10R100K具有高性价比、高兼容性、高可靠性,拥有 100V 耐压、100mΩ 导通电阻、12A连续漏极电流的黄金组合,兼顾高耐压与低导通损耗,完美覆盖 48V 电池供电、DC-DC 转换、中小功率电机驱动、LED 驱动、BMS电池保护、工业电源及热插拔等大多数主流中压应用场景,是 100V 中高压 MOSFET 领域非常值得信赖的选择。
湖南静芯是业内少有同时具备模拟IC与分立器件研发团队的公司,基于长时间的技术积累,是国内首家为客户提供满足国际标准通讯协议IC(例如:4-20mA、RS485/422/232等)以及完整接口防护器件及方案的公司;也是国内首家提供超高速信号线EMC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。同时静芯的FAE团队可免费为客户提供EMC整改、板级电路优化、器件参数测试等服务。
来源:ElecSuper静芯