01前言

在PD快充的開關電源設計中，PWM控制器的啟動供電是一個基礎而關鍵的環節，直接關系到系統能否可靠啟動以及整機待機功耗的高低。啟動電路需要在系統上電時為控制器的VDD電容提供足夠的充電電流，使其快速達到啟動閾值，并在啟動完成后能夠徹底關斷，避免不必要的功率損耗。

當前主流方案主要有集成高壓啟動的PWM芯片、傳統電阻啟動以及基于分立式耗盡型MOSFET的有源啟動。其中，耗盡型MOSFET憑借其零柵壓導通的“常開”特性，為需要外置啟動元件的設計提供了兼顧快速啟動與超低待機功耗的理想技術路徑。

02原理及特點

耗盡型MOSFET的關鍵特性是：在柵-源電壓(VGS)為零時，器件處于導通狀態;只有當柵極施加足夠的負電壓(|VGS| > |VGS(off)|)時，器件才會關斷。這一特性使其高度適配開關電源高壓啟動電路的設計。

在典型的PD快充應用中，耗盡型MOSFET的工作過程如下：

上電瞬間：器件處于導通狀態(|VGS| < |VGS(off)|)，電流從高壓母線經限流電阻為PWM IC的VDD電容充電。

啟動完成：當VDD電壓達到IC啟動閾值后，輔助繞組開始供電，并通過外圍電路(如低壓MOSFET/BJT或控制IC的專用引腳)將耗盡型MOSFET的柵極拉至負電位(相對源極電位為負，且|VGS| > |VGS(off)|)，使其關斷。

穩態工作時：器件保持關斷狀態，漏電流極低(通常小于100nA)，將連接高壓母線的電流電路徑切斷，有助于實現較低的待機功耗。例如，采用DMZ6012E/DMZ6005E的方案可實現整機待機功耗小于5mW。

03高度適配啟動需求

隨著PD快充向更高功率(如140W、240W)發展，以及不同PWM IC的啟動電流需求日趨多樣化，對啟動元件的電流能力和散熱性能提出了更高要求。

ARK(方舟微)推出的DMZ6012E是一款600V耗盡型MOSFET，在電流能力、導通特性和散熱設計方面進行了優化，可更好地適應當前PD快充方案的設計需求。

1. 更大的電流能力，設計冗余更充足

DMZ6012E的連續漏極電流(ID)為40mA，脈沖電流(IDM)可達160mA。在實際啟動回路中，充電電流通常由限流電阻(一般典型值300kΩ~3.3MΩ)決定，以310V母線電壓計算，充電電流約為0.1mA~1.03mA。DMZ6012E的額定電流遠高于實際工作電流，留有充分的設計余量，可適配不同PWM IC的啟動需求，尤其適用于VDD電容容量較大或啟動電流需求稍高的控制IC，有助于提升啟動可靠性。

2. 優化的導通電阻，兼顧啟動效率

DMZ6012E的導通電阻典型值為120Ω(@VGS=0V)。在啟動階段，這一阻抗值可在保證足夠充電電流的同時，避免過大的沖擊電流。同時，較低的導通電阻有助于減小器件本身的瞬態導通損耗，縮短VDD電容的充電時間，加快系統啟動速度。

3. 芯片設計優化，改善瞬態散熱能力

DMZ6012E在芯片尺寸上進行了優化設計，更大的芯片面積帶來更好的瞬態熱傳導能力，可在啟動瞬間更有效地將熱量從結區傳導至封裝表面。雖然啟動過程時間極短，但在高環境溫度或頻繁啟動的工況下，良好的散熱能力是保障長期可靠性的因素之一。DMZ6012E沿用SOT-23緊湊封裝，便于在空間有限的PD快充板上布局。

4. 增強ESD防護，提升生產良率

DMZ6012E集成了ESD靜電防護功能，人體放電模式(HBM)下的ESD耐受能力超過1000V。這一特性有助于抵御生產過程中的靜電損傷，降低貼片環節的失效風險，對提升整機生產良率和長期穩定性具有積極意義。

DMZ6012E在快充方案中的應用電路如下圖所示：

04結語

在需要外置高壓啟動元件的PD快充方案中，耗盡型MOSFET以其常通導通、可徹底關斷的特性，為實現可靠啟動和較低待機功耗提供了一條成熟的技術路徑。

ARK(方舟微)DMZ6012E作為一款升級型耗盡型MOSFET，憑借40mA電流能力、120Ω導通電阻、優化的散熱設計以及增強的ESD防護，為工程師提供了更充裕的設計冗余和更可靠的性能保障。