Nexperia的专用 FET (ASFET) 系列是为特定应用提供特殊特性的 MOSFET。通过针对单个应用优化 MOSFET 的特性，Nexperia 已经能够为用户提供性能和效率方面的显著改进。

热插拔和软启动应用极大地受益于这种特定于该类应用的改进方法。例如，通信和计算基础设施全天候 24/7 运行，其中大部分基于 12 V 或 48 V 机架式系统，背板永久带电工作。为了使系统能够在运行时得到维护和升级，其电路板和组件必须支持热插拔操作，更换组件时无需关闭基础设施的其他部分。

热插拔系统中的设计注意事项

将电路板插入带电系统时，必须仔细控制浪涌电流以保护电路板上的组件，并确保系统的其他部分不会出现任何电源中断。这就是为什么要使用带有 ASFET（Q1）的热插拔控制器来限制负载电容充电时的浪涌电流，如图 1 所示。

图 1：带 ASFET 的热插拔控制器的典型应用电路

插入后，栅极电压立即由控制器控制，而 此时ASFET会工作在 线性模式：它的行为类似于压控电阻器，以限制浪涌电流，允许负载电容安全充电，并避免干扰背板电压，这对系统的其他部分是通用的。

一旦负载电容安全充电，ASFET 就会完全开启。在这种工作模式下，低导通电阻很重要，因为它可以最大限度地减少传导损耗并提高系统效率。

因此，在选择用于浪涌电流限制的 ASFET 时，主要设计考虑因素是将低导通电阻与增强的安全工作区 (SOA) 相结合，以实现强大的线性模式性能。

零温度系数

当 ASFET 导通时，两种相互竞争的效应决定了其电流如何随温度升高而变化。 随着温度升高，阈值电压下降，从而增加电流。

相反，硅晶圆的电阻随着温度的升高而增加，从而降低电流。所产生的效果显示在 ASFET 的传输特性中。

电阻增加的影响在高电流下占主导地位，这意味着在此区域加热会导致电流下降。阈值电压降低的影响在低电流时占主导地位，这意味着在此区域加热会降低阈值电压，这种情况有效地增加了热单元内的电流，导致热失控。

因此，对于给定的漏-源极电压，存在一个临界电流，低于此电流则存在正反馈和随后的热失控风险。高于此临界电流，则具有负反馈和热稳定性，如图 2 所示。此临界电流称为零温度系数 (ZTC) 点。

图 2：正负反馈效应和零温度系数 (ZTC)

在 ZTC 点以下，热失控会导致线性模式失效。因此，为获得最佳线性模式性能，ZTC 点应处于低漏极电流处。(dI_D)/(dT_j) 较小或为负的 ASFET 可提供最佳稳定性。

图 3 比较了两款 Nexperia MOSFET（PSMNR58-30YLH 和 PSMNR67-30YLE）的传输特性。随着结温从 25°C 升至 150°C，标准 PSMNR58-30YLH MOSFET 中的漏极电流增加了 110%：从 40 A 升至 84 A。

图 3：PSMNR58-30YLH 标准 MOSFET 和 PSMNR67-30YLE ASFET 的线性模式性能比较

相比之下，在 PSMNR67-30YLE ASFET 中，漏极电流增加仅为 28%：从 40 A 升至 51 A。这意味着 ASFET 具有更佳的热稳定性。

Spirito效应

Spirito 效应描述了由不均匀的晶圆加热和热点形成引起的电热不稳定性。发生这种情况是因为栅-源极阈值电压在低于 ZTC 电流的漏极电流值处具有负温度系数。

因此，根据器件的 SOA 图表，当漏-源极电压接近其上限时，ASFET 耗散功率的能力会降低，如图 4 所示。

图 4：在标准 MOSFET PSMNR58-30YLH 与 PSMNR67-30YLH ASFET 的比较中展示的 Spirito 效应

高温下的SOA图

SOA 图显示了当器件的底部焊盘温度为 25°C 和 125°C 时，作为漏-源极电压函数的连续和峰值漏电流。由于无需进行热降额计算，该图还显示性能大大超过了理论降额值，如表 1 所示。

表 1：PSMNR56-25YLE ASFET 在 12 V、10 ms 脉冲时的 SOA 电流能力

广泛的 ASFET 产品组合

用于热插拔应用的 Nexperia ASFET 采用 100% 夹片粘合 LFPAK 封装。该封装坚固耐用，提供高板级可靠性和出色的热性能，并与其他制造商的 Power-SO8 封装尺寸兼容，如表 2 所示。

表 2：采用 LFPAK56 封装的 Nexperia ASFET

为了帮助设计人员快速找到合适的 ASFET，Nexperia 在其用于热插拔和软启动应用的 ASFET 在线参数搜索工具中添加了 SOA 性能参数的选项。在搜索最合适的 ASFET 时，设计人员可以在工具栏中指定 1 ms、10 ms 或 100 ms 脉冲周期的电流能力。