FPF1039：低導(dǎo)通電阻、壓擺率可控負(fù)載開關(guān)的卓越之選

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，負(fù)載開關(guān)扮演著至關(guān)重要的角色。今天要給大家介紹的是ON Semiconductor旗下的FPF1039，一款低導(dǎo)通電阻、壓擺率可控的負(fù)載開關(guān)，它具有眾多出色的特性，能滿足多種應(yīng)用場景的需求。

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產(chǎn)品背景與變更說明

Fairchild Semiconductor已被ON Semiconductor整合，部分Fairchild可訂購的零件編號需要更改以符合ON Semiconductor的系統(tǒng)要求。由于ON Semiconductor的產(chǎn)品管理系統(tǒng)無法處理帶有下劃線（）的零件命名，F(xiàn)airchild零件編號中的下劃線（）將改為破折號（-）。大家可通過ON Semiconductor網(wǎng)站核實(shí)更新后的設(shè)備編號，最新的訂購信息可在www.onsemi.com獲取。

FPF1039的關(guān)鍵特性

寬輸入電壓范圍

FPF1039的輸入電壓工作范圍為1.2 V至5.5 V，能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境，為各類設(shè)備提供穩(wěn)定的電源連接。這使得它在消費(fèi)、光學(xué)、醫(yī)療、存儲、便攜式和工業(yè)設(shè)備電源管理等廣泛應(yīng)用中都能大顯身手。

低導(dǎo)通電阻

其典型導(dǎo)通電阻（ (R_{ON}) ）表現(xiàn)出色，在不同輸入電壓下有著不同的阻值：

• (V{IN}=5.5 V) 時(shí)，典型 (R{ON}) 為20 mΩ；
• (V{IN}=4.5 V) 時(shí)，典型 (R{ON}) 為21 mΩ；
• (V{IN}=1.8 V) 時(shí)，典型 (R{ON}) 為37 mΩ；
• (V{IN}=1.2 V) 時(shí)，典型 (R{ON}) 為75 mΩ。

低導(dǎo)通電阻有助于降低功耗，提高電源效率，減少發(fā)熱，延長設(shè)備的使用壽命。

壓擺率/浪涌控制

具有壓擺率控制功能，典型的上升時(shí)間 (t_R) 為2.7 ms。這種壓擺率控制的導(dǎo)通特性可以有效防止浪涌電流的產(chǎn)生，避免電源軌上出現(xiàn)過大的電壓降，保護(hù)設(shè)備免受電流沖擊的損害。

高電流能力

具備3.5 A的最大連續(xù)電流能力，能夠滿足大多數(shù)負(fù)載的供電需求，適用于對電流要求較高的設(shè)備。

輸出電容放電功能

FPF1039擁有輸出電容放電功能，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，可以快速釋放輸出電容上的電荷，確保設(shè)備的安全和穩(wěn)定。

低關(guān)斷電流

關(guān)斷電流極低，小于1 μA，這對于需要低待機(jī)功耗的應(yīng)用來說非常重要，能夠有效延長設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間。

ESD保護(hù)

具有出色的靜電放電（ESD）保護(hù)能力，高于8 kV HBM（人體模型）和1.5 kV CDM（帶電器件模型），增強(qiáng)了設(shè)備的抗干擾能力和可靠性。

兼容GPIO/CMOS的使能電路

開關(guān)控制由邏輯輸入（高電平有效）管理，能夠直接與低電壓控制信號或GPIO接口，無需外部上拉電阻，簡化了電路設(shè)計(jì)。

應(yīng)用場景

FPF1039適用于多種設(shè)備，包括但不限于：

• 存儲設(shè)備：如HDD、存儲和固態(tài)存儲設(shè)備，為其提供穩(wěn)定的電源管理。
• 便攜式設(shè)備：便攜式媒體設(shè)備、UMPC、平板電腦、MIDs等，滿足其低功耗和小尺寸的需求。
• 無線設(shè)備：無線LAN卡和模塊，確保無線通信的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 影像設(shè)備：SLR數(shù)碼相機(jī)，保障相機(jī)的電源供應(yīng)。
• 醫(yī)療設(shè)備：便攜式醫(yī)療設(shè)備，對電源的穩(wěn)定性和可靠性要求較高，F(xiàn)PF1039能夠滿足這些需求。
• 導(dǎo)航設(shè)備：GPS和導(dǎo)航設(shè)備，為其提供可靠的電源支持。
• 工業(yè)設(shè)備：工業(yè)手持和企業(yè)設(shè)備，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜要求。

產(chǎn)品規(guī)格與參數(shù)

引腳配置與定義

絕對最大額定值

推薦工作條件

電氣特性

電氣特性涵蓋了基本操作和動(dòng)態(tài)特性等多個(gè)方面，例如：

• 基本操作：輸入電壓范圍為1.2 V至5.5 V；關(guān)斷電源電流 (I{Q(OFF)}) 最大為1.0 μA；關(guān)斷電流 (I{SD}) 典型值為0.2 μA，最大為1.0 μA；靜態(tài)電流 (I_{Q}) 典型值為5.5 μA，最大為8.0 μA等。
• 動(dòng)態(tài)特性：導(dǎo)通延遲 (t{DON}) 在 (V{IN}=4.5 V) 等特定條件下典型值為1.7 ms；輸出上升時(shí)間 (t{R}) 典型值為2.7 ms；導(dǎo)通時(shí)間 (t{ON}) 典型值為4.4 ms等。

應(yīng)用信息

輸入電容

雖然該開關(guān)不需要輸入電容，但為了減少設(shè)備的浪涌電流，建議在VIN引腳附近使用一個(gè)0.1 μF的陶瓷電容 (C{IN}) 。如果開關(guān)接通大電容負(fù)載時(shí)，使用更高值的 (C{IN}) 可以減少電壓降。

輸出電容

在沒有輸出電容的情況下，開關(guān)也能正常工作。但如果在關(guān)斷時(shí)寄生電路板電感會使VOUT低于GND，則應(yīng)在 (Vout) 和GND之間放置一個(gè)0.1 μF的電容 (C_{OUT}) 。

下降時(shí)間

設(shè)備輸出下降時(shí)間可以根據(jù)外部組件的RC常數(shù)計(jì)算：

• 對于沒有下拉輸出電阻的設(shè)備， (t{F}=R{L} × C{L} × 2.2) ，其中 (t{F}) 是90%到10%的下降時(shí)間， (R{L}) 是輸出負(fù)載， (C{L}) 是輸出電容。
• 對于有下拉輸出電阻的設(shè)備， (t{F}=frac{R{L} × R{P D}}{R{L}+R{P D}} × C{L} × 2.2) ，其中 (R_{P D}=65 Ω) 是輸出下拉電阻。

電阻性輸出負(fù)載

如果沒有電阻性輸出負(fù)載，沒有下拉輸出電阻的IntelliMAX開關(guān)不會使輸出電壓放電，此時(shí)輸出電壓降主要取決于外部設(shè)備的泄漏。

應(yīng)用特定情況

在最大工作電壓（ (V{IN}=5.5 V) ）下，設(shè)備的浪涌電流可能會比預(yù)期更高。當(dāng) (V{IN }>5 V) 且輸出電容遠(yuǎn)大于輸入電容時(shí)，需要考慮尖峰電流。輸入電流可以通過公式 (IN(t) approx frac{V{OUT }(t)}{R{LOAD }}+left(C{LOAD }-C{IN }right) frac{dV{OUT }(t)}{dt}) 計(jì)算。

輸出放電

FPF1039包含一個(gè)65 Ω的片上下拉電阻，用于快速輸出放電。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，該電阻會被激活。

推薦布局

為了獲得最佳的熱性能和最小的電感及寄生效應(yīng)，建議保持輸入和輸出走線短，并將電容盡可能靠近設(shè)備。文中給出了推薦的布局圖，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

物理尺寸

FPF1039采用6球、1.0 x 1.5 mm的晶圓級芯片級封裝（WLCSP），具有特定的標(biāo)稱值和產(chǎn)品特定尺寸，如凸點(diǎn)間距為0.5 mm，整體封裝高度為0.582 mm等。

總結(jié)

FPF1039是一款功能強(qiáng)大、性能出色的負(fù)載開關(guān)，其豐富的特性和廣泛的應(yīng)用場景使其成為電子工程師在電源管理設(shè)計(jì)中的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和條件，合理選擇輸入輸出電容，注意布局設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。大家在使用過程中是否遇到過類似負(fù)載開關(guān)的應(yīng)用難題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。