探索LTC1981/LTC1982：低功耗MOSFET驅(qū)動(dòng)的理想之選

引言

在電子設(shè)備不斷向小型化、低功耗發(fā)展的今天，對(duì)于高性能、低功耗的MOSFET驅(qū)動(dòng)器需求日益增長(zhǎng)。Linear Technology的LTC1981/LTC1982系列產(chǎn)品，以其出色的性能和小巧的封裝，成為了眾多電池供電和功率受限系統(tǒng)的理想選擇。本文將深入探討這兩款產(chǎn)品的特點(diǎn)、應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。

文件下載：LTC1982.pdf

產(chǎn)品概述

LTC1981/LTC1982是低功耗、自包含的N溝道MOSFET驅(qū)動(dòng)器。其內(nèi)部的電壓三倍器允許在不使用任何外部組件的情況下驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O，內(nèi)部調(diào)節(jié)電路可在柵極充電后將靜態(tài)電流降至每個(gè)驅(qū)動(dòng)器10μA（LTC1981為20μA）。低靜態(tài)電流和低關(guān)斷電流（低于1μA）使其非常適合電池和其他功率受限的系統(tǒng)，寬輸入電壓范圍則能適應(yīng)各種電池/輸入配置。

產(chǎn)品特性

無(wú)需外部組件

內(nèi)部電壓三倍器為邏輯電平FET提供高端柵極驅(qū)動(dòng)，無(wú)需額外的外部組件，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

超低功耗

• LTC1982每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通電流為10μA，LTC1981的導(dǎo)通電流為20μA。
• 關(guān)斷電流小于1μA，有效降低了系統(tǒng)功耗。

  寬電壓范圍

  (V_{CC})范圍為1.8V至5V，能適應(yīng)多種電源配置。

  柵極驅(qū)動(dòng)保護(hù)

• 關(guān)斷期間，柵極驅(qū)動(dòng)輸出接地。
• 柵極驅(qū)動(dòng)輸出內(nèi)部鉗位至最大7.5V，保護(hù)外部MOSFET柵極。

  其他特性

• LTC1981具有“柵極驅(qū)動(dòng)就緒”輸出。
• 超小的應(yīng)用電路，節(jié)省電路板空間。
• LTC1981采用5引腳SOT - 23封裝，LTC1982采用6引腳SOT - 23封裝。

應(yīng)用領(lǐng)域

移動(dòng)電話

在手機(jī)等電池供電設(shè)備中，LTC1981/LTC1982的低功耗特性有助于延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，同時(shí)其小封裝適合手機(jī)內(nèi)部緊湊的空間布局。

便攜式POS終端

滿足便攜式設(shè)備對(duì)低功耗和小尺寸的要求，確保設(shè)備在移動(dòng)使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。

手持電池供電設(shè)備

如手持測(cè)量?jī)x器、便攜式醫(yī)療設(shè)備等，為這些設(shè)備的功率管理提供了有效的解決方案。

電氣特性

電源電壓和電流

• 工作電源電壓(V_{CC})范圍為1.8V至5.5V。
• 不同輸出狀態(tài)下的電源電流有所不同，如GATE 1和GATE 2輸出高時(shí)，LTC1982的電源電流典型值為17μA，最大值為30μA。

  關(guān)斷電流

  SHDN輸入低時(shí)，關(guān)斷電流小于1μA。

  柵極驅(qū)動(dòng)輸出電壓

  隨著(V{CC})的變化，柵極驅(qū)動(dòng)輸出電壓也會(huì)相應(yīng)變化，例如(V{CC}=1.8V)時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)輸出電壓典型值為4.50V。

  其他參數(shù)

• 電荷泵振蕩器頻率約為600kHz。
• 開啟時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間在不同條件下有相應(yīng)的數(shù)值，如LTC1981從SHDN變高到GATE達(dá)到(V_{CC}+1V)的開啟時(shí)間典型值為85μs。

在實(shí)際應(yīng)用中，LTC1981/LTC1982的這些電氣特性發(fā)揮著重要作用。比如在設(shè)計(jì)一款便攜式醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，其低功耗的電氣特性可以讓設(shè)備在有限的電池容量下工作更長(zhǎng)時(shí)間，減少頻繁充電的麻煩。你是否在實(shí)際項(xiàng)目中遇到過(guò)因器件功耗過(guò)高而影響設(shè)備續(xù)航的問(wèn)題呢？

典型應(yīng)用電路

單高端開關(guān)控制器

適用于需要單個(gè)MOSFET開關(guān)控制的場(chǎng)景，如簡(jiǎn)單的電源開關(guān)電路。通過(guò)LTC1981驅(qū)動(dòng)外部MOSFET，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。

雙高端開關(guān)控制器

可同時(shí)控制兩個(gè)MOSFET開關(guān)，用于需要對(duì)多個(gè)負(fù)載進(jìn)行獨(dú)立控制的系統(tǒng)，如多通道電源管理電路。

工作原理

電荷泵

內(nèi)部電荷泵用于將輸出柵極驅(qū)動(dòng)提升至約2.5倍的電源電壓或7.25V（取較小值），通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)輸出柵極驅(qū)動(dòng)，既能保持低電源電流，又能提供最大輸出電壓限制，避免開關(guān)柵源擊穿。

柵極驅(qū)動(dòng)就緒（僅LTC1981）

柵極驅(qū)動(dòng)就緒引腳（GDR）用于指示柵極驅(qū)動(dòng)輸出（GATE）是否大于其最終值的90%，可用于初始化或故障檢測(cè)。當(dāng)你在設(shè)計(jì)需要精確控制MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)的電路時(shí)，這個(gè)特性是否會(huì)給你帶來(lái)便利呢？

應(yīng)用注意事項(xiàng)

邏輯電平MOSFET開關(guān)選擇

在選擇MOSFET時(shí)，需要考慮其(V_{GS})額定值。當(dāng)電源電壓為5V或更高時(shí)，LTC1981/LTC1982的輸出電壓限制在6.9V至7.5V之間，因此選擇額定值為2.5V或更低的MOSFET更適合。

大電容負(fù)載供電

對(duì)于便攜式電池供電設(shè)備中的大濾波電容，為避免啟動(dòng)時(shí)的電流過(guò)大導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)，可通過(guò)在LTC1981/LTC1982的柵極驅(qū)動(dòng)輸出引腳串聯(lián)電阻和電容來(lái)限制MOSFET柵極的轉(zhuǎn)換速率，從而降低啟動(dòng)電流。

混合5V/3V系統(tǒng)

由于輸入ESD保護(hù)二極管參考地引腳而非電源引腳，LTC1981/LTC1982可以與不同電壓的CMOS或TTL邏輯直接接口，方便在混合電壓系統(tǒng)中使用。

反向電池保護(hù)

通過(guò)在電源引腳串聯(lián)150Ω電阻，可保護(hù)LTC1981/LTC1982免受反向電池條件的影響，同時(shí)在輸入引腳串聯(lián)10k電阻可保護(hù)控制邏輯。

相關(guān)產(chǎn)品推薦

除了LTC1981/LTC1982，Linear Technology還有其他相關(guān)的MOSFET驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，如LTC1153/LTC1154、LTC1155/LTC1255等，可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

總結(jié)

LTC1981/LTC1982以其低功耗、小封裝、無(wú)需外部組件等優(yōu)點(diǎn)，為電子工程師在設(shè)計(jì)電池供電和功率受限系統(tǒng)時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求合理選擇MOSFET和設(shè)計(jì)電路，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。你在使用類似的MOSFET驅(qū)動(dòng)器時(shí)，是否也有自己的一些經(jīng)驗(yàn)和技巧呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。