ARK（方舟微）—DFN2×2超小体积AKF20P45D：实现高功率密度与优异散热，提供超低导通电阻及2500V ESD防护

发布时间：2025-12-09 15:03
作者：AMEYA360
来源：ARK
阅读量：543

　　ARK(方舟微)推出的双芯片20V P沟道功率MOSFET——AKF20P45D。该产品性能卓越，兼具超低导通电阻与高达2500V的ESD防护能力。其采用的DFN2×2紧凑型封装，不仅有助于节省PCB布局空间，还具备优异的散热表现。

　　AKF20P45D广泛应用于DC-DC转换器、智能手机、平板电脑、智能音乐播放器、电子书等手持设备，主要用于电池充电管理与负载开关。其超低的导通电阻能显著降低传导损耗，这不仅有效提升了电能利用效率，延长了电池单次充电的使用时长，还能减少发热，有助于延长电池的整体寿命。

　　AKF20P45D具有±8V的栅-源额定电压，其在4.5V、2.5V、1.8V、1.5V的栅-源电压条件下，分别对应35mΩ、50mΩ、100mΩ和160mΩ的超低导通电阻。相比Vishay公司同类型的SiA923EDJ产品，AKF20P45D具有更低的导通电阻。SiA923EDJ在4.5V、2.5V、1.8V、1.5V的栅-源电压条件下，对应54mΩ、70mΩ、104mΩ和165mΩ的导通电阻。

　　在关键的导通电阻性能上，AKF20P45D 显著领先于主流竞品。对比 Vishay 的 SiA923EDJ，在相同的栅-源电压(4.5V/2.5V/1.8V/1.5V)条件下，AKF20P45D的导通电阻(35/50/100/160 mΩ)均低于后者的(54/70/104/165 mΩ)，相比AKF20P45D的导通电阻全面更低，性能优势明显。此外，它同样具备 ±8V 的栅-源耐压，确保工作的可靠性。

　　AKF20P45D具备低至1.5V的导通阈值，使其非常适用于采用低压栅极驱动器的各类手持设备。该特性使其在低总线电压系统中能直接驱动，无需额外的电平转换电路，从而有效节省了PCB空间与BOM成本。同时，其超低的导通电阻能够在峰值电流条件下产生更低的导通压降，这有助于稳定系统电压，降低因电压跌落引发非正常欠压锁定事件的风险，从而提升系统可靠性。

　　附AKF20P45D的部分典型参数：

ARK（方舟微）—DFN2×2超小体积AKF20P45D：实现高功率密度与优异散热，提供超低导通电阻及2500V ESD防护


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　　1、选型推荐　　耗尽型 MOSFET 的选型，关键看 “击穿电压(BVDSX)、导通电阻(RDS(on))、饱和电流(IDSS)、封装大小” 四大维度;ARK方舟微这两款产品针对不同低压场景做了精准差异化，先看核心参数对比：　　2、产品介绍　　产品外观　　应用领域　　· 固态继电器：DMZ0642 可作为固态继电器的核心开关元件，实现电路的无触点通断控制。相比传统机械继电器，它具有响应速度快、寿命长、抗干扰能力强等优点，广泛应用于工业自动化、智能家居等领域。　　· 过压保护电路：耗尽型MOSFET典型的过压保护/稳压输出电路方案，通过选择合适的稳压二极管Vz，即可将高电压转换为稳定的低电压。　　· 启动电路：在开关电源(SMPS)中作为启动元件，为IC提供初始工作电流，启动完成后自动退出电路，系统功耗极低。　　· 电源转换器与线性稳压器：在DC-DC转换器、线性稳压器中作为功率调节元件，支持高效率电能转换。　　· 电流调节器、有源负载：在电流调节和有源负载电路中，DMZ0642能够稳定地调节电流大小，为电路提供稳定的电流输出。其良好的线性度可使负载获得稳定的电流，避免因电流波动对负载造成影响。　　· 点火模块与安全系统: 适用于汽车电子、安防设备中的高压点火、触发或保护电路。　　3、应用方案　　固态继电器(SSR)设计　　使用光驱动器和耗尽型MOSFET可用于创建常闭固态继电器。图1显示了两个外部DMZ0642(Q1/Q2)耗尽型场效应管的典型连接，它们以背对背的方式排列，形成AC/DC开关。光驱动器具有内部关断电路，因此不需要外部泄放电阻。　　过压保护电路应用方案　　图2所示为耗尽型MOSFET典型的过压保护/稳压输出电路方案，通过选择合适的稳压二极管Vz，即可将高电压转换为稳定的低电压。输出电压最大值VOUT与稳压二极管的稳压值Vz和耗尽型MOSFET的阈值电压VGS(OFF)有关，可近似为VOUT(MAX.)≈Vz + |VGS(OFF)|，其中VGS(OFF)为耗尽型MOSFET在对应电流下的阈值电压。当输入电压低于稳压二极管的稳压值Vz时，MOSFET低阻直通，输入电压仅在耗尽型MOSFET的沟道电阻上有较小压降，当有过压信号输入时，MOSFET会将输出电压钳位至VOUT(MAX.)，其余高电压被耗尽型MOSFET的D-S承担。该电路结构简单，能有效抑制瞬态浪涌，为负载电路提供过压保护。　　4、典型参数及实测　　典型参数特性　　DMZ0642的转移特性曲线对于工程师设计电路具有重要参考价值。例如，从转移特性曲线中可以看出，在特定的栅源电压下，对应的漏源电流大小。这有助于工程师根据实际需求，精确选择合适的工作点，以实现电路的最佳性能。在电流调节器应用中，通过参考转移特性曲线，工程师可以确定在不同负载电流需求下，所需的栅源电压，从而准确调节 DMZ0642 的导通程度，实现稳定的电流调节。　　产品参数实测　　5、知识小茶馆　　耗尽型 MOSFET 的“饱和电流”　　核心定义：　　饱和电流 (IDSS) 是耗尽型MOS管最重要的一个静态参数。它是指在栅源电压VGS = 0V的条件下，当漏源电压 VDS 增大到使管子进入饱和区时，所对应的漏极电流。　　三个关键点：　　1. 测试条件 (VGS = 0V)：这是定义 IDSS 的前提。耗尽型MOS管在零栅压时是导通的，IDSS衡量的就是它在这个“自然状态”下的最大电流能力。　　2. 工作区域 (饱和区)：必须确保MOS管工作在饱和区。当 VDS 增加到一定值(饱和电压)后，漏极电流ID 将不再随 VDS 增加而显著增加，而是趋于一个稳定值，这个值就是饱和电流。　　3. 它是一个最大值：IDSS表示的是在零栅压条件下，该器件所能通过的最大电流极限。　　它的物理意义是什么?　　当 VDS 足够高时，MOS管沟道在漏极一端会出现“夹断”现象。此时，电流的大小不再由沟道的电阻决定，而是由沟道中载流子的迁移速率决定，这个速率达到了极限。因此，电流达到了“饱和”状态。对于耗尽型管，在VGS =0 时这个饱和电流的值就被定义为 IDSS。　　如何理解数据手册?　　在数据手册中，IDSS 通常会在以下条件下给出：　　· VGS = 0V　　· VDS = 一个特定的高电压(例如，对于60V的管子，这个电压可能会设为25V或其它值，以确保器件一定工作在饱和区)。　　IDSS 与其他电流参数的区别：　　· 与 Absolute Maximum Rating ID 的区别：绝对最大额定电流ID是指无论如何都不能超过的电流值，否则会永久损坏器件。IDSS 是器件的一个特性参数，它必须小于ID这个极限值。　　核心应用：　　IDSS 最主要的应用是构建简易的恒流源电路。只需将耗尽型MOS管的栅极和源极短接(强制 VGS =0V)，它就会自动将其电流限制在IDSS值附近，从而为一个负载(如LED)提供恒定电流。　　总结：　　耗尽型MOS管的饱和电流 IDSS，就是在栅源短接(VGS =0V)且漏源电压足够大的情况下，器件所能提供的最大、稳定的电流值。它是表征器件本身在零栅压时电流输出能力的核心参数。
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ARK （方舟微）丨DMB16C20A：对标IXTH16N20D2的高性能耗尽型MOSFET，80mΩ低电阻与高载流能力优异

　　01 产品简介　　DMB16C20A是ARK(方舟微)推出的一款高压、低导通电阻、大电流的耗尽型MOSFET，具有常通特性。该产品采用TO-263封装，具有高功率耗散，连续功耗可达230W。因产品的亚阈值特性及高载流能力，其广泛应用于大电流场景的过流保护及浪涌抑制。　　02 产品特性　　· 低导通电阻：导通电阻仅80mΩ　　· 高载流能力：饱和电流达16A以上，适用于大电流应用　　· 高功率耗散：连续功耗可达230W　　· 完美替代：IXYS-IXTT16N20D2　　03 应用领域　　· 保护电路、抑制浪涌电流　　· 音频放大器　　· 恒流源　　· 斜坡发生器　　· 电流调节器　　· 常闭开关　　04 典型应用电路及原理　　DMB16C20A可作为常通开关对电容电荷进行泄放，当需要断开时使用负电荷泵或者光MOS驱动器给栅极提供负电压，超过阈值电压即可关闭。　　如图2所示为DMB16C20A的典型应用，仅使用2颗耗尽型MOSFET+电阻R构成双向保护电路，就能限制流过负载回路的电流大小，还可有效抑制电路浪涌，为负载回路提供过流保护。电路可通过的最大电流IOUT(Max.)与DMB16C20A的阈值电压VGS(OFF)及R的阻值相关，IOUT(Max.)≈|VGS(OFF)|/R。该系列MOSFET响应速度快，电路结构简单、成本低。　　05 DMB16C20A的典型应用方案　　Ø 电子雷管电容电荷泄放电路的应用　　电子雷管控制电路由充电电路、起爆电路和放电电路组成，其工作原理如下：　　充电电路：通过电容(C)储存能量，为电子雷管起爆提供瞬时大电流。通过控制器驱动PMOS管Q1实现电容充电开关控制，由电容C实现充电储能。　　起爆电路：将电容储存的能量瞬间释放，引爆雷管。核心部件为NMOS管Q3，通过点火指令驱动NMOS管Q3导通。　　泄电电路：泄放电容电荷，防止静电积累引发误触发。主要由光MOS驱动及耗尽型MOS管组成常闭继电器，断电时耗尽型MOS管开通，自动泄电，防止电容C静电积累。　　Ø 半导体测试设备应用　　在一些应用中，采用自恢复保险丝作为过流浪涌抑制保护，当后级电路出现损坏或短路，该保护电路不能立刻断开电源，需要等待自恢复保险丝升温，直到电阻足够大时才断开接触，起到保护作用。在此期间电路的过载电流还会持续对电路产生破坏。通过DMB16C20A构成的过流保护电路，其过流保护反应灵敏，反应时间短，能够快速过滤浪涌电压和电流以防止过载电流对电路的损坏。
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实现光MOS继电器国产化替代：ARK （方舟微）OP系列（下）
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　　1、OP系列产品　　ARK(方舟微)依托其在耗尽型MOSFET领域多年的研发与制造积淀，开发出耐压覆盖60V至1800V的光MOS继电器系列产品。公司构建了以FORM B型为核心、FORM A型为主力的“OP系列”产品线，其卓越的性能可全面满足工业自动化与电气控制领域的多样化需求，更加能替代松下、东芝等国际大牌同类产品。以下为ARK(方舟微)光MOS继电器的典型产品，更多信息欢迎咨询。　　2、产品应用　　·电信切换　　·工业自动化　　·测试与测量设备　　·电池管理　　·高速检验设备　　·安全设备　　·机械继电器的替代　　3、典型应用　　Ø BMS的应用　　在电动汽车电池管理系统(BMS)中，光MOS继电器凭借其卓越的隔离性能，被广泛应用于锂电池模组的电压采样与漏电流检测。ARK(方舟微)推出的OPV278D光MOS继电器，具备0.1ms的快速响应与μA级的超低关态漏电流，输入输出间绝缘耐压达3750V，能为800V高压电池组与低压控制电路提供安全、可靠的电气隔离保障。该产品拥有高达1800V的耐压，是应对800V高压BMS系统隔离需求的理想解决方案。　　Ø 测试与测量设备应用　　在自动化测试设备、数据采集系统和仪器仪表中，光MOS继电器能够提供高精度信号切换以及无干扰测量能力。图4为OPY214S产品组成的开关矩阵用于PCB四探针测试机的系统框图，使用光MOS继电器作为开关，可以有效避免测试干扰，提高测试精度。该产品耐压达400V，断态漏电流低，最大不超过 1μA，其开通关断时间短，Ton=40μs , Toff=20us可极大的提高了PCB测试效率。
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　　什么是光MOS继电器　　光MOS继电器，又称PhotoMOS或光耦合MOSFET继电器，其结构主要包含三个组成部分：输入部分的发光二极管(LED)、进行光电转换的光电二极管阵列(PVG)以及输出部分的MOS管。图1展示了该产品的结构示意图。　　工作原理：LED给定正向电流，LED发光。此光照射到光电二极管阵列(PVG)上，并在光电二极管阵列上产生光生电压，此电压作用MOS管的栅极，当电压等于或超过MOS管栅极电压的阈值时，输出端导通。如果输入端的正向电流消失，则LED不发光，光电二极管阵列的光生电压随即消失，输出端成断开状态。从而实现了电-光-电转换，实现了输入与输出间的电气隔离。　　器件特点　　与传统机械机电器进行对比，光MOS继电器具有很多优势：　　高可靠性，长寿命：因产品无机械触点和可移动的部件，不存在机械磨损，寿命几乎是半永久性的;没有触点抖动，完全消除了机械继电器触点闭合/断开时产生的弹跳现象，抗干扰能力强。　　低功耗，小型化：动作电流低，驱动功率小，且可采用表面贴装封装，常用封装SOP-4、SMD-4，适合高密度安装。　　优异的开关特性：光MOS的开关速度可达0.1ms，远快于机械继电器的10-100ms，适合高频应用，且开关过程中无噪音。　　参数详解
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