Allgemeine Beschreibung

Der MAX40203 ist ein idealer Dioden-Stromschalter mit einem Spannungsabfall, der etwa eine Größenordnung kleiner ist als der von Schottky-Dioden. Wenn der MAX40203 in Durchlassrichtung vorgespannt und aktiviert ist, leitet er mit einem Spannungsabfall von 90mV und kann dabei Ströme von bis zu 1A übertragen. Während eines Kurzschlusses oder eines schnellen Einschaltens begrenzt der Baustein seinen Ausgangsstrom auf 2A. Der MAX40203 schützt sich selbst und alle nachgeschalteten Schaltkreise thermisch vor Überstrombedingungen. Diese ideale Diode arbeitet mit einer Versorgungsspannung von 1,2V bis 5,5V. Der Versorgungsstrom ist relativ konstant mit dem Laststrom und beträgt typischerweise 300nA. Wenn sie deaktiviert ist (EN = low), sperrt die ideale Diode Spannungen bis zu 6V in beide Richtungen und eignet sich daher für die meisten tragbaren elektronischen Geräte mit niedriger Spannung.

Der MAX40203 ist in einem winzigen, 0,77mm x 0,77mm großen 4-Bump-WLP-Gehäuse mit einem Bump-Pitch von 0,35mm und einem 5-Pin-SOT23-Gehäuse erhältlich. Er ist für den Automotive-Temperaturbereich von -40°C bis +125°C spezifiziert.

 

Anwendungen

Notebook und Tablet-Computer

Batterie-Backup-Systeme

Powerline-Störungsrekorder

Mobiltelefone

Elektronisches Spielzeug

USB-betriebene Peripheriegeräte

Tragbare medizinische Geräte

 

Vorteile und Merkmale

Geringerer Spannungsabfall bei tragbaren Anwendungen

14mV Vorwärtsabfall bei 1mA (WLP)

16mV Vorwärtsabfall bei 100mA (WLP)

43mV Vorwärtsabfall bei 500mA (WLP)

90mV Vorwärtsabfall bei 1A (WLP)

Längere Lebensdauer der Batterie

Geringe Leckage bei umgekehrter Vorspannung von VDD

10nA (typ)

Niedriger Versorgungs-Ruhestrom

300nA (typ), 500nA (max)

Kleinerer Platzbedarf als bei größeren Schottky-Dioden

Winzig, 0,77mm x 0,77mm, 4-Bump WLP

5-Pin SOT23 Gehäuse

Breiter Versorgungsspannungsbereich: 1,2V bis 5,5V

Thermisch selbstschützend

-40°C bis +125°C Betriebstemperaturbereich

 

Detaillierte Beschreibung

Der MAX40203 ahmt eine nahezu ideale Diode nach. Der Baustein sperrt Sperrspannungen und lässt Strom durch, wenn er in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, genau wie eine herkömmliche diskrete Diode. Anstelle einer Einschaltspannung von etwa 500mV und einer logarithmischen Spannungs-Strom-Übertragungskurve weisen diese idealen Dioden jedoch einen nahezu konstanten Spannungsabfall auf, der unabhängig von der Höhe des Vorwärtsstroms ist. Dieser Spannungsabfall beträgt etwa 43mV bei einem Durchlassstrom von 500mA.

Der nahezu konstante Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung hilft bei der Regulierung der Stromversorgung. Der Spannungsabfall einer herkömmlichen Diode erhöht sich in der Regel um 60mV pro Dekade Änderung des Vorwärtsstroms. Ähnlich wie normale Dioden werden auch diese idealen Dioden ohmsch, wenn der Durchlassstrom den festgelegten Grenzwert überschreitet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dioden verfügen ideale Dioden über einen automatischen Wärmeschutz. Wenn die Chiptemperatur einen sicheren Grenzwert überschreitet, schalten sie sich ab, um sich selbst und die an sie angeschlossenen Schaltungen zu schützen. Wie eine herkömmliche Diode schaltet sich die ideale Diode aus, wenn sie in Sperrichtung vorgespannt ist. Die Ein- und Ausschaltzeiten für die Aktivierung und Deaktivierung sind ähnlich wie bei Vorwärts- und Sperrvorspannung.

Der MAX40203 verfügt über einen Active-High-Enable-Eingang (EN), mit dem der Vorwärtsstrompfad abgeschaltet werden kann, wenn er nicht benötigt wird. Der Baustein ist deaktiviert, wenn EN niedrig ist, und die ideale Diode blockiert Spannungen auf beiden Seiten bis zu einem Maximum von 6V über Masse. Diese Funktion ermöglicht es, diese idealen Dioden zum Umschalten zwischen Stromversorgungsquellen zu verwenden oder zu steuern, welche Subsysteme mit Strom versorgt werden sollen. Der EN-Eingang hat einen internen schwachen Pullup, er kann für den normalen Betrieb offen gelassen werden (für -40°C bis +85°C) oder mit VDD verbunden werden, um den vollen Temperaturbereich zu nutzen. EN sollte nicht vor VDD eingeschaltet werden.

Beachten Sie jedoch, dass diese idealen Dioden für die Umschaltung zwischen verschiedenen Gleichstromquellen und nicht für die Gleichrichtung von Wechselstrom vorgesehen sind. Bei Anwendungen, bei denen eine Eingangsspannung, die im Verhältnis zur Masse negativ ist, an die Diode angelegt werden kann, sollten herkömmliche Dioden verwendet werden.

Ladebeschränkungen

Aufgrund des sehr geringen Ruhestroms dieser idealen Dioden hat die interne Steuerschaltung eine begrenzte Reaktionsgeschwindigkeit. Wenn die Last eine beträchtliche Kapazität enthält und die Ströme hoch sind (> 500mA), kann sich daher sowohl die Einschalt- als auch die Ausschaltzeit bemerkbar machen. In den meisten Situationen ist dies wahrscheinlich kein Problem, aber die Quellenimpedanz muss innerhalb bestimmter Grenzen liegen, wenn die Quellenspannung unter 2V liegt. Dies liegt daran, dass ein ausreichend großer Stromstoß die Eingangsspannung unter die Mindestversorgung fallen lassen kann, wodurch die internen Schaltkreise abgeschaltet werden.