功率MOSFET在电子设备和家用电器开关电源、电子镇流器、螺线管及继电器驱动等电路中有着广泛的应用，为防止MOSFET在应用中因过热、过电压或过电流损坏，各种自保护和智能自保护功率MOSFET不断推出。文中对几种具有代表性的MOSFET产品作了简单介绍。
过电压箝位功率MOSFET
栅－源极电压箝位功率MOSFET
栅－源极电压箝位功率MOSFET有许多型号，意法半导体公司（ST）生产的齐纳（Zener）保护SuperMESHTM MOSFET是其中的代表性产品，具体型号有STQ1NK60ZR和STDILNK60Z－1等，STQINK60ZR和STDILNK60－1分别采用TO－92和IPAK封装，漏－源极之间额定VDSS均为600V，导通电阻RDS（on）＜15Ω，漏极电流ID分别为0.3A和0.8A，总功耗分别为3W和25W，图1所示为其外形封装及内部结构，两种MOSFET栅－源极之间内置两个背靠背的齐纳二极管，击穿（箝位）电压为±30V，栅极门限（开启）电压VGS（th）≥3V（典型值为3.75V）。源－漏极之间续流二极管正向电流为0.8A，正向压降小于1.6V。这类功率MOSFET的栅极总电荷Qg仅约4.9nC，适合于在AC适配器、电池充电器和开关电源中作为开关使用。
栅－源极和栅－漏极电压箝位功率MOSFET
美国安森美半导体公司（Qnsimi）推出的ClampFET，是栅－源极和栅－漏极电压箝位功率MOSFET的代表性器件，ClampFET有两种型号，即NID9N05CL和NIF9N05CL。NID9N05CL和NIF9N05CL分别采用DPAK和SOT223封装，图2所示为其引脚排列和内部结构，两种ClampFET的栅－源极连接着两个背靠背的齐纳二极管，它们为人体模型（HBM）静电放电（ESD）保护电压均为5000V，机械模型（MM）ESD容量为500V，在栅－漏极之间连接的两个背靠背的齐纳二极管用作过电压保护（OVP）。这种N沟道逻辑电平功率MOSFET的漏－源极箝位电压为52V，峰值漏极限制电流为9A，导通态电阻RDS（ON）仅约90mΩ，源－漏极之间二极管正向电压约0.86V，反向恢复时间为700ns。
 
ClampFET的应用领域是汽车电子和工业系统，如螺线管驱动器，灯驱动器和小型电机驱动器等。
智能自保护功率MOSFET
摩托罗拉半导体公司生产的MLP2N06CL型N沟道逻辑电平功率MOSFET，是一种栅－源及栅－漏极电压箝位、漏极电流限制智能自保护功率器件。图3所示为其外形封装及内部结构。与图2所示的ClampFET相比，MLP2N06CL内部集成了电流感测电阻（R2）和短路保护晶体管（Q2）。在浪涌电流或短路负载发生时，通过R2的电流将增加，从而使NPN型晶体管正向偏置导通，以将主晶体管Q1的栅极电压拉低，从而限制了Q1的漏极电流。
MLP2N06CL的漏－源极之间的电压被箝位62±4V，漏极电流被限制在4.4A，栅极门限电压VG（th）为1.5V（典型值），导通电阻RDD（on）为0.3Ω（典型值）。其应用领域主要是汽车电子和工业控制系统。
安森美半导体公司与2004年推出一种内部箝位和带温度限制的TempFET系列功率器件，其内部结构如图4所示。
参考电压VREF通过主MOSFET（Q1）的栅极输入电压提供偏置，温度传感元件是一个PN结二极管，它位于Q1的有源区附近，如果温度传感元件指示芯片结温高于过温度设置点（175℃，）温度限制将下拉MOSFET（Q2）以便驱动电路使其导通，进而将Q1栅极电位下拉到低电位使其关断，当Q1结温下降调160℃之后，温度滞后电路将使Q1重新导通，试验表明，TempFET可以承受1000h的连续负载短路和.6×107次热开/关循环。
TemFET有四个型号，封装与漏极箝位电压见表1所列。
安森美半导体公司在2004年还推出了智能自保护N沟道逻辑电压功率MOSFET（Self－Protected FET）系列器件，其内部结构如图5所示，这类器件除带电压箝位之外，还提供温度限制和电流限制。
图6所示为Self－Proted FET的电流限制电路，其中，Q1为主功率MOSFET，Q2为电流感测MOSFET（RS为电流感测电阻），Q3为电流限制下拉MOSFET。Q1与Q2的电流镜像比为n（n＝200－1000）。Q3的漏极通过集成电阻RG2连接到Q1的栅极。在负载电流增加时，通过Q2的电流和RS上的电压降增大，当达到Q3栅极上的开启门限电压时，Q3导通使Q1栅极电压降低，从而使负载电流保持在设置点。
表2所列为智能自保护功率MOSFET系列器件中的代表性产品的封装形式与电气特性参数。
适用于汽车电子和工业控制系统的自保护智能功率MOSFET，通常都在内部集成了保护元件和保护电路，因而可使系统电路简化，提高系统可靠性。 |
