ZHCT357 November 2021 LM74701-Q1 , LM74721-Q1

5 外部 MOSFET

外部 MOSFET 需要在功耗、系统级性能（例如反向电流阻断）和解决方案成本之间达到最佳平衡。为此，可以先选择一个通常在满负载电流下提供 30mV 至 50mV 正向压降的 MOSFET。

另一个重要参数是 MOSFET 的最大 VDS 额定电压。在 ISO 7637-2 脉冲 1 瞬态事件期间，外部 MOSFET Q1 的最大 VDS 是理想二极管控制器的 VDS_CLAMP（最大值）检测阈值。Equation1 计算 ISO 7637-2 脉冲 1 瞬态事件期间流经 MOSFET 的峰值电流：

Equation1.

I_{I S O_P E A K} = \frac{(V_{I S O} + V_{O U T} - {V D S}_{C L A M P (\max)})}{R_{S}}

其中：

V_ISO 是 ISO 7637-2 脉冲 1 瞬态事件的负峰值，

V_OUT 是应用 ISO 7637-2 脉冲 1 之前的 VBATT 初始电平，

VDS_CLAMP 是理想二极管控制器的最大 V_CLAMP 阈值，

R_S 是 ISO 7637-2 脉冲发生器输入阻抗 (10Ω)。

图 5-1 显示了 LM74701-Q1 在 ISO 7637-2 脉冲 1 瞬态事件期间的无 TVS 性能，以及 VDS 钳位运行期间的栅极导通行为、峰值脉冲电流和 MOSFET 上的功率耗散。

图 5-1 LM74701-Q1 理想二极管控制器的无 TVS 性能。

ISO 7637-2 脉冲期间的平均电流可近似为峰值电流的三分之一，或 (I_{ISO_PEAK}/3)。所以，可根据 Equation2 计算外部 MOSFET 上的平均功率耗散：

Equation2.

P_{D_I S O_A V G} = \frac{{V D S}_{C L A M P (\max)} \times I_{I S O_P E A K}}{3}

一个 ISO 7637-2 脉冲 1 瞬态事件通常持续 2ms，外部 MOSFET 在有源钳位模式下运行约 1ms。建议选择一个具有以下安全工作区 (SoA) 特性的 MOSFET：负载线对应于 VDS_CLAMP（最大值）的 VDS 且漏极电流 (ID) 在 1ms 内大于 (I_{ISO_PEAK}/2)。

图 5-2 所示为典型的 SoA 特性和 MOSFET 的选择标准示例。

图 5-2 MOSFET SoA 选择曲线示例。