低VCEsat双极结晶体管和MOSFET的比较
Q1功耗=I2×R,I=1A,RDS(ON)=60mΩ, Q1功耗=60mW
D1功耗=I×VF,I=1A,VF =360mV,D1功耗=360mW
Q1和D1上的总功耗=420mW
MOSFET和肖特基二极管的大批量成本一般为0.175美元。
充电电路可以采用低 VCEsat BJT进行配置,以替代 MOSFET和肖特基二极管。由于低VCEsat BJT设计本身即具有此功能,因此无须肖特基二极管。PMU上的控制引脚可提供的最大电流为20mA。PMU可以启动电池电压为 3.0V的快速充电。Q2处于饱和状态时,集电极和发射极电压约为3.0V,因此基极电压为2.3V。在充电电流为1A的情况下,将安森美半导体 NSS35200CF8T1G低VCEsat BJT(最小增益为100)驱动至饱和区所需的基极电流应为10mA。为基极电阻选择200Ω 的标准电阻值后,可以确保低VCEsat BJT处于饱和区,且不超过驱动引脚的限制。
调整管Q2和偏置电阻R1上的典型功耗可按以下方式计算:
Q2功耗 = I×V, I =1A,VCEsat =135mV,Q2 功耗=135mW
R1功耗=I2×R,I=1A,R=200Ω,R1功耗=24mW
Q2和R1上的总功耗 = 159mW
低VCEsat BJT和电阻的大批量成本一般为0.10美元。
从上面的计算可以看出,用低VCEsat BJT和偏置电阻更换MOSFET调整管和肖特基二极管可以为每个器件节约 0.075美元,同时也可使功耗降低261mW,使便携式产品的热设计变得更为简单。
更复杂的电路
采用MOSFET调整管特别设计的集成电路可能无法提供将低VCEsat BJT直接驱动至饱和区的所需电流。在这些电路中,附加数字晶体管或小型通用MOSFET(Q4)可以按照图3所示进行使用。

图3 附加数字晶体管或小型通用MOSFET构成的充电电路成本及功耗
结果与充电实例相比不十分明显。节约的成本仍为每个器件0.055美元,功耗相同。
使用低VCEsat BJT带来更多优点
BJT不易受ESD损害,因此可以不提供额外ESD保护, 这可以节约成本。由于BJT的导通电压较低(典型值: 0.7V),因此可以不采用MOSFET通常所需的振荡器与电荷泵电路。BJT在转换中等电流时更加高效。
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