由于制造工藝的種種局限性,所有IC的輸入電壓都會受到限制。當(dāng)人們試圖用一個DC/DC變換器(如線性穩(wěn)壓器)來把很高的電源電壓降到較低的穩(wěn)定電壓時,這一局限性就會帶來麻煩。在線性穩(wěn)壓器的輸入端加接一只FET(效場應(yīng)管)就能使DC/DC變換器的輸入電壓范圍比單單使用穩(wěn)壓器的大。但是這樣一來,FET要承受過大的電壓和功耗。一只IRF7601型n溝道MOSFET加接在TPS79228型2.8V、100mA低壓差穩(wěn)壓器的輸入端上。該穩(wěn)壓器噪聲小、電源抑制比高
由于制造工藝的種種局限性,所有
IC的輸入電壓都會受到限制。當(dāng)人們試圖用一個DC/DC變換器(如線性
穩(wěn)壓器)來把很高的
電源電壓降到較低的穩(wěn)定電壓時,這一局限性就會帶來麻煩。在線性穩(wěn)壓器的輸入端加接一只
FET(效場應(yīng)管)就能使DC/DC變換器的輸入電壓范圍比單單使用穩(wěn)壓器的大。但是這樣一來,FET要承受過大的電壓和功耗。
一只IRF7601型n溝道
MOSFET加接在TPS79228型2.8V、
100mA低壓差穩(wěn)壓器的輸入端上。該穩(wěn)壓器噪聲小、電源抑制比高。R
1和R
2為MOSFET的柵極提供偏壓,負載
電流決定了MOSFET的源極電壓。(換言之,調(diào)節(jié)FET的導(dǎo)通電阻就可提供負載電流。)在本例中,最大電源電壓為
15V,而TPS79228的最大推薦工作輸入電壓為5.5V,所以,本設(shè)計使用一只擊穿電壓為20V的MOSFET。
為了確定MOSFET柵極的最小偏壓,人們需要使用該MOSFET的漏極電流
IP對柵極一源極電壓VGS數(shù)據(jù)表曲線 。IRF7601的這種數(shù)據(jù)表曲線表明,該器件要達到100mA的輸出電流,其VGS必須略低于1.5V。因為穩(wěn)壓器的最大壓差電壓在輸出電流為100mA時為100mV,所以穩(wěn)壓器的輸入電壓必須高于2.9V。因此,加在MOSFET柵極上的偏壓至少應(yīng)為1.5V+2.9V=4.4V。這樣一來,當(dāng)MOSFET輸出100mA電流時,其源極電壓就不會降到2.9V以下。其最大柵極偏壓就是推薦的最大工作電壓,即5.5V。這一電壓對柵極的驅(qū)動綽綽有余,足以在關(guān)機模式期間提供穩(wěn)壓器的1μA靜態(tài)電流。雖然能夠在4.4V和5.5V之間對柵極進行偏置,但本設(shè)計根據(jù)閾值電壓的變化,使用了5V偏壓。該MOSFET的最大功耗為100 mA×(15V-2.9V)=1.21W。采用Micro8 引腳封裝的IRF7601可在55℃的環(huán)境溫度不承受這樣大的功耗。
電路略為復(fù)雜一些,但在輸入電壓變化很大時這種略為復(fù)雜的電路是必不可少的。齊納二極管代替了圖1中的
R2,從而為MOSFET提供了固定不變的柵極驅(qū)動。選擇齊納二極管輸出電壓的方法與上面所述的相同。兩種電路都能令人滿意地使DC/DC變換器的輸入電壓范圍都比變換器IC本身的大。這種單MOSFET解決方案是最簡單而又最廉價的方案。當(dāng)電源未經(jīng)穩(wěn)壓時,用齊納二極管來加偏壓的MOSFET則是最佳的選擇。