利用低門限電壓延長電池壽命技術(shù)

　　閾值電壓(VGS(th))是用來描述需要多大電壓來使溝道導(dǎo)通的參數(shù)。VGS控制著飽和電流ID的大小，VGS增加會使常量ID變小，因此需要更小的VDS來達到曲線的拐點(圖2所示)。

（圖中文字：在額定RDS(on)和1.5V電壓下，驅(qū)動電路不需要電平轉(zhuǎn)換電路就能導(dǎo)通MOSFET）

圖2: 不同柵極電壓下rDS(on) 與 Id的關(guān)系曲線 (資料來源: Vishay Siliconix)

　　可以通過采用低閾值電壓的晶體管來實現(xiàn)高速性能和低功耗工作。在信號路徑上使用低閾值功率MOSFET，可以降低供電電壓(VDD)，從而在不影響性能的前提下減少開關(guān)功率耗散。這就是為什么，為滿足用戶在降低功耗、延長電池壽命方面與日俱增的需求，許多用于便攜式電子系統(tǒng)的ASIC采用1.5V左右的內(nèi)核電壓進行工作。然而直到現(xiàn)在，由于缺少能在這樣低的電壓下導(dǎo)通的功率MSOFET，設(shè)計者如果不使用電平轉(zhuǎn)換電路，就難以發(fā)揮低于1.8V的電壓在降低功耗上的好處，而使用電平轉(zhuǎn)換電路會使電路變得更復(fù)雜，同時也會增加功耗。Vishay Siliconix在業(yè)界率先推出了一系列突破性的功率MOSFET，能保證在1.5V電壓下導(dǎo)通，從而解決了這個難題。

（圖中文字：在額定RDS(on)和1.5V電壓下，驅(qū)動電路不需要電平轉(zhuǎn)換電路就能導(dǎo)通MOSFET）

圖3，減小VGS(th)能夠讓驅(qū)動器用更低的輸出電壓使開關(guān)導(dǎo)通，減少所需的電平轉(zhuǎn)換電路

　　從以往的經(jīng)驗來看，我們需要一個不低于1.8V的閾值電壓對所有功率MSOFE中閾值點的負溫度系數(shù)進行補償。如果器件工作在125℃的溫度下（這在便攜式應(yīng)用是很可能出現(xiàn)的情況），現(xiàn)有的MOSFET設(shè)計不得不提高MOSFET的閾值電壓，防止MOSFET發(fā)生自導(dǎo)通，因為即便所施加的VGS為0V，低閾值電壓的MOSFET也可能發(fā)生自導(dǎo)通。

　　尤其是便攜式設(shè)備和手機對多媒體功能的要求是永無止境的。設(shè)計者要盡力提供更強的數(shù)據(jù)處理能力，同時盡量滿足下一代便攜式設(shè)備的特殊電源需求。不過毫無疑問的一點是，采用先進硅片工藝和封裝技術(shù)的功率MOSFET將能夠提供設(shè)計者所期望的電源效率、超小尺寸和低成本，把這些多媒體手機由設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實。