新型MOSFET栅极驱动IC助力移动电子设备小型化

 

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如今，移动设电子备的功能越来越多，性能要求越来越高，电路也越来越复杂。随着这些设备所使用的IC和开关数量的不断增加，设备的低功耗要求和延长电池寿命的矛盾也越来越突出。

 

用于MOSFET栅极驱动IC应用的负载开关恰恰可以配合电源管理IC动态关闭非活动电路区块，在降低功耗、节省电力的同时提高可靠性。根据需求和产品的不同，除了开关功能外，负载开关IC还可以提供过压及欠压保护、热关断、反向电流阻断、过流限制、转换速率控制、输出放电等功能。

 

东芝已大量投放市场的五款新型MOSFET栅极驱动IC—TCK42xG系列（TCK420/2/3/4/5G）是支持外部背对背MOSFET的器件，可阻止电流反向流入负载开关。其最大亮点是具备宽输入电压范围且内置充电泵电路，有助于实现移动电子设备的小型化。

 

   

什么是MOSFET栅极驱动IC

作为一种用于外部N沟道MOSFET的开关控制器件，MOSFET栅极驱动IC内置了电荷泵和保护电路。MOSFET栅极驱动电路由两个正向转换器构成，一个是对功率MOSFET栅极电容充电的转换器；另一个是对其栅极电容放电的转换器。

 

MOSFET栅极驱动IC采用超紧凑型封装，具有低静态电流和宽输入电压。将其与N沟道MOSFET结合使用时，可实现小尺寸和低损耗的电源。

 

东芝的MOSFET栅极驱动IC具有多种过压锁定功能，可用于单高边、背对背负载开关和电源多路复用器。不仅如此，东芝可提供模拟、开关评估和安全工作区等各种技术数据的支持。

 

所谓外部背对背MOSFET是指当使用栅极驱动IC负载开关来阻止电流反向流入负载开关时，两个N沟道MOSFET在外部背对背连接（共源结构或共漏结构），也称为反向电流阻断。

 

   

什么是MOSFET栅极驱动IC

 

东芝TCK42xG系列MOSFET栅极驱动IC

 

其主要特性如下

 

 

 

（1）宽输入电压范围，栅源极之间带保护电路，内置充电泵电路

（2）内置电荷泵电路，栅极-源极电压设置（5.6V、10V取决于输入电压）

（3）过压锁定支持5V至24V

（4）低输入关断电流：IQ(OFF)＝0.5μA（最大值）@VIN＝5V

 

东芝TCK42xG系列主要规格

 

   

功能特性分析

东芝TCK42xG系列MOSFET栅极驱动IC新增的五款产品配备了过压锁定功能，能根据输入电压控制外部MOSFET的栅极电压。

 

新产品具体包括：用于24V电源的TCK420G；用于12V电源的TCK422G和TCK423G；用于9V电源的TCK424G；以及用于5V电源的TCK425G。这些产品与已经推出的用于20V电源的TCK421G共同构成了完整的产品线。

 

这五款产品推出后，用户可以在TCK42xG系列中选择10V和5.6V两种类型的栅源电压（覆盖更多规格MOSFET）。凭借输入过压锁定功能的多种检测电压，该产品可用于5V至24V的电源。如果与外部背对背MOSFET结合使用，可适用于具有反向电流阻断功能的负载开关电路或电源多路复用器电路。

 

负载开关电路（单高边、背对背）

 

电源多路复用器电路

 

除此之外，其内置的电荷泵电路支持2.7V至28V宽输入电压范围，因此经过间歇操作，可为外部背对背MOSFET的栅极和源极之间提供稳定的电压—这种方式允许大电流切换。

 

TCK42xG采用WCSP6G（1.2mm×0.8mm芯片级）封装，是业内最小的封装类型之一，有助于实现可穿戴设备、智能手机等小型设备的高密度贴装，从而缩小系统尺寸。

 

   

产品应用方向

东芝还开发了基于TCK42xG的电源多路复用器参考设计，帮助用户快速、便捷地开发产品。

 

电源多路复用器电路板

 

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