什么时候使用负载开关取代分立MOSFET

在知道用电之前，人们用蜡烛照明。这在过去是常用的能在黑暗中视物的照明方式，但灯泡的发明显然是更好的解决方案。

像蜡烛一样，功率MOSFET（功率场效应晶体管）是切换负载最常见的方式，其四周围绕着众多分立电阻器与电容器（以及用于控制功率MOSFET的双极结型晶体管（BJT）/第二个场效应晶体管）围绕的功率MOSFET）。但在多数情况下，使用全面集成的负载开关具有更显著的优点。

系统中的负载开关在哪里

一个典型系统包括一个电源和多个负载，需要各种不同的负载电流，如Bluetooth®、Wi-Fi或处理器轨。多数情况下，系统必须独立控制哪些负载开启，何时开启，以什么速度开启。利用分立MOSFET威廉希尔官方网站 或集成负载开关便能完成这种功率切换，如图1所示。

图1：从电源切换到多个负载

分立MOSFET威廉希尔官方网站 包含多个组件来控制分立功率MOSFET的导通与关断。这些威廉希尔官方网站 可通过来自微控制器的通用输入/输出（GPIO）信号来进行开启或关闭。此类威廉希尔官方网站 可参见图2所示。

图2：P信道MOSFET（PMOS）分立威廉希尔官方网站

也可以使用负载开关来打开或关闭电源轨和相应负载之间的连接。这些集成器件在其对应的分立威廉希尔官方网站 上有一些益处。图3所示为负载开关威廉希尔官方网站 。

图3：典型负载开关威廉希尔官方网站

尺寸优势

使用负载开关作为解决方案的一个优点在于组件数量和尺寸的缩减。负载开关的设计将组件整合成包，甚至比MOSFET自身还小。图4对PMOS方案和等效的负载开关进行了尺寸上的对比。负载开关更小的尺寸使其即使面对最受空间限制的应用也非常适合。

图4：TPS22965与等效分立方案尺寸对比

特色优势

负载开关中还集成了在分立威廉希尔官方网站 中没有的一些特色功能。在分立方案中加入反向电流阻隔需要一个额外的MOSFET作背靠背的配置，这将直接增加一倍的尺寸。TPS22910A和TPS22963C就是德州仪器两个已内置此项功能的负载开关组合的例子。

快速输出放电（QOD）是德州仪器负载开关的一项标准功能，可在开关处于关闭状态时将输出电压（V_OUT ）通过内部通路释放至接地。图5为该功能示意图。

图5：QOD说明

QOD在输出侧提供一个已知状态，并确保所有负载已被释放且都被关闭。

TPS22953和TPS22954具有发送“电源正常”信号的功能，当V_OUT负载达到其终值的90%时即发出该信号。该信号流入下游模块使能引脚，从而使这些模块在电压轨通电后开启。“电源正常”信号的功能也可用于电源排序，开启一个负载开关将会有多个电源轨以特定顺序出现。

毫不夸张地说，灯泡的发明使人们在黑暗中视物变得容易，而集成负载开关完成紧凑与低功耗威廉希尔官方网站 设计的挑战正如灯泡的发明一样意义非凡。那么，是时候吹灭蜡烛，并用集成负载开关点亮你功率切换设计这盏明灯了。

更多资源

• 点击德州电器WEBENCH®工具模拟各种应用中负载开关的性能，或访问负载开关SPICE模型。
• 如欲了解更多相关信息，请下载以下应用说明：

• “集成负载开关与分立MOSFET”
• “管理励磁涌流”
• “负载开关：负载开关是什么，为什么你需要它们，如何选择正确的负载开关？”
• 访问以下关于负载开关的博客以了解更多相关信息：

• “什么是负载开关？”
• “如何利用负载开关节省电力”
• “时间控制对负载开关来说就是一切！”