新式低VCEsat BJT技能为传统的平面MOSFET(电流介于500mA与5A之间的运用)供给了一种可行的低本钱代替计划。选用低VCEsat BJT有助于规划人员规划出本钱更低、更具竞赛优势的产品。
便携式产品(如手机、数码照相机、数码摄像机、DVD播放器、MP3播放器和个人数字助理)的规划人员一向面临着压力，既要减缩资料本钱，又不能影响产品的功用，这对规划人员而言是真实的应战，因为他们既要添加产品新特性，又不能对电池运用寿命发生负面影响。
大多数便携式产品正向着集成电源办理单元(PMU)电路的方向开展，这种电路专为操控产品中的不同功用而规划，包含电池充电、电池办理、过压维护、 背光、振动器、磁盘驱动器和外围设备的操控、为照相机和闪光灯单元供电等。将电流操控在500mA以下的电路一般都嵌在PMU中，包含末级调整管。可是， 假如将电流操控在500mA～5A的范围内，外部调整管(MOSFET)是首选的典型规划。本文将对MOSFET和低VCEsat双极结晶体管(BJT) 做一比较，能够看出选用后者不只能够下降功耗，一起还能够节省本钱。
低VCEsat BJT与MOSFET功用相同，可是本钱更低，且在许多情况下，其功耗更低，因而电池运用寿命更长。更低的VCEsat BJT器材选用了20多年前开发出来的技能。现在，该项技能着眼于下降正向饱满电压，以取得极低的正向电阻。在电流为1A的情况下，一些新式低 VCEsat BJT现在的饱满电压远远低于100mV。这意味着正向电阻低于100mΩ，因而与本钱较高的MOSFET比较，极具竞赛力。
规划考虑要素
MOSFET是一个电压驱动器材，而低VCEsat BJT 是电流驱动器材。因而，规划人员需求了解所用PMU 操控电路的电流极限，该PMU 操控电路用以确认选用低VCEsat BJT进行规划时的特定电路要求。例如，假如低VCEsat BJT要操控1A电流，且其最差情况下的扩大倍数为100，此刻基极电流最小有必要到达10mA，以保证低VCEsat BJT到达饱满状态。操控引脚有必要能够为低VCEsat BJT供给10mA电流以进行直接驱动，不然需求额定的驱动段。
充电电路实例剖析
从便携式产品的充电电路可看出(见图1、2)，选用低VCEsat BJT 和一个电阻代替调整管Q1(功率MOSFET 2A, 20V, TSOP6 封装)和堵塞肖特基二极管D1。在这个实例中，低VCEsat BJT比典型MOSFET节省了0.10美元的本钱，且功耗下降了261 mW。
图1 MOSFET 和肖特基二极管构成的充电电路本钱及功耗
图2 选用低VCEsat BJT和偏置电阻构成的充电电路的本钱及功耗
锂离子电池的充电操控器材均嵌在PMU中。PMU操控引脚变高以导通外部调整管Q1，且充电电流设为1A。串联的肖特基二极管D1需堵塞电池的反向电流。
调整管Q1和反向堵塞二极管D1上的典型功耗可按以下方法核算：
Q1功耗=I2&TImes;R，I=1A,RDS(ON)=60mΩ, Q1功耗=60mW
D1功耗=I&TImes;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本钱一般为0.175美元。
充电电路能够选用低 VCEsat BJT进行装备，以代替 MOSFET和肖特基二极管。因为低VCEsat BJT规划自身即具有此功用，因而无须肖特基二极管。PMU上的操控引脚可供给的最大电流为20mA。PMU能够发动电池电压为 3.0V的快速充电。Q2处于饱满状态时，集电极和发射极电压约为3.0V，因而基极电压为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)驱动至饱满区所需的基极电流应为10mA。为基极电阻挑选200Ω 的规范电阻值后，能够保证低VCEsat BJT处于饱满区，且不超越驱动引脚的约束。
调整管Q2和偏置电阻R1上的典型功耗可按以下方法核算：
Q2功耗 = I&TImes;V, I =1A，VCEsat =135mV，Q2 功耗=135mW
R1功耗=I2&TImes;R,I=1A，R=200Ω，R1功耗=24mW
Q2和R1上的总功耗 = 159mW
低VCEsat BJT和电阻的大批量本钱一般为0.10美元。
从上面的核算能够看出，用低VCEsat BJT和偏置电阻替换MOSFET调整管和肖特基二极管能够为每个器材节省 0.075美元，一起也可使功耗下降261mW，使便携式产品的热规划变得更为简略。
更杂乱的电路
选用MOSFET调整管特别规划的集成电路或许无法供给将低VCEsat BJT直接驱动至饱满区的所需电流。在这些电路中，附加数字晶体管或小型通用MOSFET(Q4)能够依照图3所示进行运用。
图3 附加数字晶体管或小型通用MOSFET构成的充电电路本钱及功耗
结果与充电实例比较不非常显着。节省的本钱仍为每个器材0.055美元，功耗相同。
运用低VCEsat BJT带来更多长处
BJT不易受ESD危害，因而能够不供给额定ESD维护, 这能够节省本钱。因为BJT的导通电压较低(典型值： 0.7V)，因而能够不选用MOSFET一般所需的振荡器与电荷泵电路。BJT在转化中等电流时愈加高效。
