使用超低压 MOSFET 阵列进行电路设计-增强型 EPAD MOSFET

ALD1148xx/ALD1149xx 产品是耗尽型 EPAD MOSFET，当栅极偏置电压为 0.0V 时，它们是常开器件。耗尽模式阈值电压处于 MOSFET 器件关断的负电压。提供负阈值，例如 –0.40V、-1.30V 和 –3.50V。在没有电源电压且 Vgs = 0.0V 的情况下，这些 EPAD MOSFET 器件已经开启，并且在源极和漏极端子之间表现出受控的导通电阻。

ALD1148xx/ALD1149xx 是独一无二的，与大多数其他耗尽型 MOSFET 和某些类型的 JFET 不同，它们具有严格控制的性能特征，并且不会表现出控制不佳的漏电流和结漏电流。当负信号电压施加到栅极端子时，设计人员/用户可以依赖 EPAD MOSFET 器件可以在精确电压下进行控制、调制和关闭这一事实。

对于这些器件，导电通道的控制类似于增强型 EPAD MOSFET，除了阈值电压线性偏移一个固定的负值。ALD 的 EPAD' 技术在制造过程中实现了这种固定电压偏移。最终结果是具有严格控制的性能特性的精密阈值电压耗尽模式 EPAD MOSFET。

这些耗尽型 EPAD MOSFET 器件可以在栅极电压的控制下以与增强型 EPAD MOSFET 相同的方式进行调制和关断。在阈值电压线性偏移的情况下，栅极控制电压也必须相对于阈值电压偏移相应地偏移，以便开启、调制或关闭特定耗尽型 EPAD MOSFET 器件。

EPAD MOSFET 关键性能特征

EPAD MOSFET 专为设备电气特性的出色匹配而设计。这些器件专为最小失调电压和差分热响应而设计。由于集成在同一个单片芯片上，它们还表现出出色的温度系数跟踪特性。

这些 EPAD MOSFET 器件专为低压(1V 至 10V 或 +/-0.5V 至 +/-5V)或超低压(小于 1V 或 +/- 0.5V)系统中的开关和放大应用而设计。这些器件还具有低输入偏置电流 (<30pa@25c)、low="" input="" 电容、="" fast=""switching="" speed="" 和="" are=""预期= "" for="" applications="" where="" a="" combination="" of="" these="" above="" features="" are="" desired.="" when=" "这些=""epad=""mosfets=""are=""biased=""at="" or="" below=""threshold=""voltage=""

除了成对的电气特性外，每个单独的 EPAD MOSFET 还具有严格控制的参数，从而实现可靠且严格的设计限制。例如，对于 Vgs(th) 范围为 +/-0.3V 的传统 MOSFET，设计必须允许在 Vgs = Vds = 2.0V 时的 Ids 范围为 +/- 0.4 mA。然而，使用 Vgs(th) 范围为 +/- 0.01V 的 ALD110808，设计必须允许 Ids 范围仅为大约 +/- 0.01 mA。即使是来自不同制造批次的单元也具有相应的良好匹配特性。因此，这些器件非常适合需要在同一封装中或跨不同封装的多个器件之间进行匹配的应用。

EPAD MOSFET 应用环境

· 低电压：1V 至 10V 或 +/- 0.5V 至 +/- 5V

· 超低电压：小于 1V 或 +/- 0.5V

· 低功率：电压 x 电流 = 以微瓦为单位测量的功率

· 纳功率：电压 x 电流 = 以纳瓦为单位测量的功率

· 精密匹配和跟踪电路

EPAD MOSFET I–V 特性

显示了 EPAD MOSFET 阵列系列的电气特性。我们描绘了 EPAD MOSFET 导通漏极电流与漏极电压的关系，它是阈值电压或高于阈值电压的栅极电压的函数。由于阈值电压得到精确控制，因此与典型的传统 MOSFET 相比，在给定栅极电压输入下的漏极电流控制更加均匀。

应该注意的是，EPAD MOSFET 阵列系列的所有成员都符合标准 MOSFET 行为，并且可以在使用传统 n 沟道 MOSFET 的地方使用。关键的区别因素在于，当 Vgs(th) 现在是一个精确控制的参数时，电路和系统中的许多新设计拓扑和设计技术现在都是可能的。这是一个在第一印象中可能并不明显的启示。然而，过去接受某些设计挑战只是为了遇到基本障碍的工程师可能希望重新审视这些死胡同，因为现在通过这些 EPAD MOSFET 提供给他们的使能技术可以让他们进入实际电路实施阶段.

由以下等式近似的经典 MOSFET 器件行为也适用于 EPAD MOSFET。对于 EPAD MOSFET，线性区域中的漏极电流(其中 Vds < vgs="" –="" vgs(th))="" is="" given="" by:="">

Id= (kW/L).[Vgs – Vgs(th) – Vds/2].Vds k = u。Cox

u 是载流子迁移率

Cox 是每单位栅电极面积的电容

Vgs 是栅源电压

Vth 是开启阈值电压

Vds 是漏源电压

W 和 L 分别是沟道宽度和沟道长度

对于较小的 Vds 值，Vds 与 Ids 的关系近似于线性电阻器的关系。Ids 值与 Vds 值成正比，该器件可用作栅极压控电阻。

对于较高的 Vds 值，其中 Vds >= Vgs – Vgs(th)，EPAD MOSFET 的沟道处于器件特性的夹断区域，饱和电流 Ids 近似为：Ids = (kW/L)。[Vgs – Vgs(th)] 2