【新品发布】湖南静芯推出可用于超强ESD防护能力超低电阻NMOS管ESGNJ03R02K

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湖南静芯推出耐压30V为ESD增强型NMOS ESGNJ03R02K，主要用于电源管理、负载开关、电机驱动和DC-DC转换电路中。该器件具有低至2.3mΩ的导通电阻，且通过在PDFN5*6-8L封装内部集成 ESD 器件，使MOS管在无外置ESD器件保护的情况下GS端拥有 IEC ±25kV，HBM ±25kV的静电防护能力，与传统MOSFET和传统带ESD防护MOSFET相比，防护性能显著提高，导通损耗大幅降低，支持pin-to-pin 替代AP150N03NF、BSC014N03MS等市场内常见NMOS。

湖南静芯增强ESD型MOSFET介绍

比起传统MOS管，集成ESD保护的MOS管可以显著提高栅极的可靠性与鲁棒性，优化性能与节约成本。传统带 ESD MOS 管的HBM防护能力通常在 2kV 左右，栅极漏电流IGSS在 5-30uA 左右，且集成ESD功能多由栅极集成串联多晶电阻的方式来解决ESD问题，会造成MOS 管开关时间变长，高频领域应用受限等问题。同时由于传统集成 ESD MOSFET工艺复杂，一般情况会比不带 ESD MOSFET 价格高30%-40%。

湖南静芯的增强 ESD 型 MOSFET 系列，人体模型（HBM）防护能大于±8kV，IEC61000-4-2 Contact 标准防护能力大于±6kV，栅极漏电流 IGSS 典型值为 1~10nA（MAX<100nA），栅极电阻与传统不带ESD MOS 管一致，对 MOS 管的栅极性能基本没有影响，抗静电能力领先市面上传统集成ESD MOSFET很多，且不影响高频领域的使用。湖南静芯提出的创新工艺使公司增强 ESD 型 MOSFET系列成本与常规不带 ESD MOS 成本非常接近，为客户提供了高性价、高静电能力的 MOSFET新选择。

图1 传统集成ESD MOS管剖面结构图

表1 传统带ESD防护MOS与静芯ESD增强型MOS对比

ESGNJ03R02K介绍

ESGNJ03R02K是湖南静芯研发的一款耐压为30V的N沟道增强型MOS场效应晶体管，凭借其极低的导通电阻和紧凑的封装优势，被广泛用于低压、大电流的高效电源场景。

该器件采用先进的沟槽技术与设计，具有优异的导通电阻和低栅极电荷特性，过在PDFN5*6-8L封装内部集成 ESD 器件，使MOS管在无外置ESD器件保护的情况下GS端拥有 IEC ±25kV，HBM ±25kV的超强静电防护能力。该器件IGSS在100nA以内，在 VGS =10V，ID= 20A 的条件下，RDS(on) =1.4mΩ；在 VGS =4.5V，ID =15A 的条件下，RDS(on) =2.3mΩ。该器件的相关参数如下所示。

表2 ESGNJ03R02K电气特性表

应用示例

ESGNJ03R02K的核心优势在于超低导通电阻、较大的电流承载能力和优异的ESD耐受能力，不仅能在导通后显著降低功率损耗和发热，还能通过内部集成的泄放路径快速钳位静电或浪涌电压，解决MOS栅极易被静电击穿的问题，非常适合应用于工业类和消费类的电源管理相关电路。

应用一：

ESGNJ03R02K可作为双NMOS同步降压架构中的低侧MOSFET。该架构由PWM控制器驱动高侧和低侧两颗NMOS，其中ESGNJ03R02K凭借2.3mΩ的超低导通电阻，显著降低导通损耗，提升电源转换效率。同时，其集成的±25kV ESD防护能力可吸收开关节点上的电压尖峰，增强系统鲁棒性，为笔记本电脑等消费电子的主控系统提供稳定、高效的大电流供电。

图2 同步降压电路应用示例图

应用二：

ESGNJ03R02K还可用于在电池保护与负载开关应用中，用于管理充电和放电。这个结构是保护电路模块的常见方案之一，两个NMOS位于接地端，漏极背靠背连接。在电池正常工作的状态下，Control IC 持续监测电池电压、电流等参数，当一切正常时，会同时向 Q1 和 Q2 的栅极输出高电平，使两颗 MOS 管完全导通；当电池出现异常状态时，Control IC 会执行对应的保护动作，彻底切断整个充放电回路，以微秒级的响应速度阻断大电流，保护电池和后端负载。笔记本电脑的电池通常以此为基础，采用多串电芯设计，部分还会搭配并联提升容量由专用控制 IC 监测电芯状态、驱动 MOS 管通断，实现过充、过放、过流、短路等基础保护。

图3 高边电源开关应用示例图

总结与结论

为消费电子电源管理系统选择合适的MOS管至关重要，它不仅需要承受电池电压波动和热插拔产生的高压尖峰，同时其导通电阻、开关速度等参数又深刻影响着电源转换效率与系统可靠性。湖南静芯推出的耐压为30V的N沟道增强型MOSFET ESGNJ03R02K，拥有 IEC ±25kV、HBM ±25kV 的静电防护能力，效率高损耗低，将是笔记本电脑、快充充电器及便携电池等消费电子产品的可靠选择。

湖南静芯是业内少有同时具备模拟IC与分立器件研发团队的公司，基于长时间的技术积累，是国内首家为客户提供满足国际标准通讯协议IC(例如：4-20mA、RS485/422/232等)以及完整接口防护器件及方案的公司；也是国内首家提供超高速信号线EMC完整解决方案的公司，详情可以参考：湖南静芯推出Thunderbolt4、5/USB4.0&PD3.0的ESD&EOS防护完整解决方案100W+80G与湖南静芯推出USB4.0&PD3.1的ESD&EOS防护完整解决方案140W&180W+120G等文章。同时静芯的FAE团队可免费为客户提供EMC整改、板级电路优化、器件参数测试等服务。