アプリケーションノート｜MF2008SW｜8A対応 高電流向け 車載ECU保護の理想ダイオードIC（低VF・高効率）

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 1 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 使用上の注意点 このたびは、弊社製品をご使用いただき誠にありがとうございます｡ 当 IC をご使用の際は、お客様の安全を確保するため下記の警告ならびに注意を必ず守ってご使用下さい｡ 警 誤った取り扱いをした時に死亡や重大な人身事故および大きな物的損害に結びつく危険性がある。 告 注 誤った取り扱いをしたときに軽傷に結びつく恐れ、または軽微な物損事故に結びつく恐れがある。 意 当 IC は、一般電子機器（事務機器・通信機器・計測機器・家電製品等）に使用されることを意図しております。誤動作や事故が 警 直接人体や生命を脅かす恐れのある医療器、航空宇宙機、列車、輸送機器（車載、船舶等）、原子力等の制御機器などの一般電 告 子機器以外にご使用になる場合は弊社までご相談下さい｡ 修理や改造は、重大な事故につながりますので、絶対にやめて下さい｡ 《感電、破壊、火災、誤動作等の危険があります｡》 異常時は出力端子に過大電圧が発生したり、電圧低下となる場合があります｡ 異常時の、負荷の誤動作や破壊等を想定した保護 対策（過電圧保護、過電流保護等の保護対策）を最終機器に組み込んで下さい。 注 入力端子、出力端子の極性を確認し誤接続の無いことを確認してから通電して下さい。 意 《保護素子が切れたり、発煙・発火の原因になります｡》 決められた入力電圧を必ず守っていただくとともに、入力ラインに必ず保護素子を挿入して下さい｡ 《異常時には発煙・発火の危険があります｡》 使用中に故障または、異常が発生した時は、すぐに入力を遮断して電源を停止させて下さい｡また、直ちに弊社にご相談下さい｡ ●本資料に記載されている内容は、製品改良などのためお断りなしに変更することがありますのでご了承下さい｡ ●御使用頂く際には、仕様書の取り交わしをして頂けます様お願いします。 ●ここに記載されたすべての資料は正確かつ信頼し得るものでありますが、これらの資料の使用によって起因する損害または特許権その他権利の侵害に 関しては、当社は一切その責任を負いません｡ ●本資料によって第三者または当社の特許権その他権利の実施に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 ●本資料の一部または全部を当社に無断で転載または複製することを堅くお断りいたします｡ 当社は品質と信頼性の向上に絶えず努めていますが、半導体製品はある確率で故障が発生したり、誤動作する場合があります。必要に応じ、安全性 を考慮した冗長設計、延焼防止設計、誤動作防止設計等の手段により結果として人身事故、火災事故、社会的な損害等が防止できるようご検討下さい。 本資料に記載されている当社半導体製品は、特別に高い品質・信頼性が要求され、その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり、人体に危害を及ぼす 恐れのある機器あるいはシステムに用いられることを目的として設計、製造されたものではありません。下記の特別用途、特定用途の機器、装置にご使 用の場合には必ず当社へご連絡の上、確認を得て下さい。 特別用途 輸送機器（車載、船舶等）、基幹用通信機器、交通信号機器、防災/防犯機器、各種安全機器、医療機器 等 特定用途 原子力制御システム、航空機器、航空宇宙機器、海底中継器、生命維持のための装置 等 なお、IC 製品に関しては、特別用途・特定用途に限らず、連続運転を前提として長期製品寿命を期待される機器、装置にご使用される場合に関して は当社へお問い合わせ下さい。 2 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 目次 1. 概要 ·········································································································································· 4 1.1 特長 ························································································································································ 4 1.2 基本接続例 ··············································································································································· 5 1.3 ブロック図 ··············································································································································· 6 1.4 端子配置・端子機能 ··································································································································· 6 1.5 外形・寸法（パッケージ TSSOP10） ············································································································· 7 1.6 ソルダリングパッドの参考パターン ··············································································································· 7 2. 仕様 ·········································································································································· 8 2.1 絶対最大定格 ············································································································································ 8 2.2 推奨動作条件 ············································································································································ 8 2.3 電気的特性 ··········································································································································· 9-10 3. 各端子機能、電気的特性について ···································································································· 11 3.1 VIN 端子 ················································································································································ 11 3.2 EN 端子 ················································································································································· 11 3.3 GATE 端子·············································································································································· 12 3.4 SOURCE 端子 ········································································································································· 13 3.5 OUT 端子 ··············································································································································· 13 3.6 IDET 端子 ·············································································································································· 14 3.7 REV 端子 ··············································································································································· 15 3.8 GND 端子 ··············································································································································· 15 4. 回路動作と機能 ··························································································································· 16 4.1 基本動作 ················································································································································ 16 4.2 通常起動・通常停止 ································································································································· 17 4.3 外部 Nch MOSFET の ON/OFF 駆動 ············································································································· 18 4.4 GATE 急速放電機能 ·································································································································· 19 4.5 逆電流防止動作 ······································································································································· 20 4.6 順方向制御 ············································································································································· 21 4.7 VDS 監視機能 ········································································································································· 22 4.8 40V までの入力逆接続対策 ······················································································································· 23 4.9 IC 消費電流 ··········································································································································· 23 5. 周辺部品定数の選定方法 ··············································································································· 24 5.1 Nch MOSFET ········································································································································· 25 5.2 VIN 端子コンデンサ・OUT 端子コンデンサ ··································································································· 25 5.3 GATE 端子-SOURCE 端子間の放電抵抗 ········································································································ 25 5.4 EN 端子コンデンサ・REV 端子コンデンサ ····································································································· 26 5.5 IDET 回路 ·············································································································································· 26 5.6 外部保護部品 ·········································································································································· 27 5.6.1 出力負電圧対策 ·································································································································· 27 5.6.2 ゲート保護 ······································································································································· 27 6. 応用回路例 ································································································································· 28 6.1 オアリング回路の理想ダイオード ················································································································ 28 6.2 突入電流対策の半導体リレー ······················································································································ 29 7. パターンレイアウト ····················································································································· 30 3 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 1．概要 「MF2008SW」は、外部 Nch MOSFET を駆動する IC です。ここでは、代表的な２つの使用例を列挙します。 ■理想ダイオード（常時 ON）タイプ ECU はバッテリや DC/DC コンバータの出力を入力源としており、入力部の逆接続保護・逆電流防止用素子には従来 からダイオードが使われてきました。しかし、電子機器の多機能化に伴う大電流化によりダイオードの電圧降下（VF）や 発熱の増加が懸念されています。このような従来のダイオードから、「Nch MOSFET1 つ+MF2008SW」構成に置き換え ることで低 VF、低発熱を実現する理想ダイオードして使うことができます。 ■半導体リレー（双方向導通の ON/OFF スイッチ）タイプ 双方向 ON/OFF スイッチとしては、従来はメカニカルリレーが使われてきました。この双方向スイッチ部に於いても、 小型で軽量であることが求められています。そこで、メカニカルリレーよりも、小型で軽量にすることができる「Nch MOSFET2 つ+MF2008SW」構成することで、確実な ON/OFF や早い応答性を実現した半導体リレーして使うことがで きます。 １．１ 特長 ● REV 端子の HIGH/LOW 制御で、 逆電流防止機能の有効/無効を切替え可能 ● 入力最大定格 70V ● スタンバイ電流 5uA（※EN 端子の LOW によるシャットダウン機能使用時の IC 流入電流） ● GATE 電圧（チャージポンプ電圧） 12.5V ● GATE 充電電流 75uA ● GATE 放電電流 0.7A(TYP)：逆電流検出による急速放電時 ● GATE 放電電流 0.12A(TYP)：EN=LOW による急速放電時 ● 順方向制御により、逆電流保護検出前より Gate を停止させ、軽負荷時でも逆電流を防止 ● チャージポンプ用コンデンサを内蔵し、外付けコンデンサが不要 ● 外部 Nch MOSFET の Drain-Source 間電圧差を監視する機能（VDS 監視機能）を有し、 監視した電圧差に合わせて信号をアナログ出力する IDET 端子を活用することで異常時停止が可能 ● 40V までの入力逆接続保護対策あり ● 小型 SMD パッケージ（TSSOP10：3mm×4.9mm）を採用し、機器の小型化に貢献 ● AEC-Q100 準拠 ■理想ダイオードタイプ ● ショットキーバリアダイオードと比べて、VF（電圧降下）・損失・発熱の大幅な低減 ● 逆電流コンパレータで逆電流を検出すると、GATE 急速放電機能（0.7A）が働いて外部 Nch MOSFET を OFF ■半導体リレータイプ ● メカニカルリレーと比べて小型・軽量、早い応答性と、チャタリングの少ない ON/OFF が可能 ● 異常動作検出時、EN 端子を LOW とすることで、GATE 急速放電機能（0.12A）が働き、素早く動作を停止 4 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp １．２ 基本接続例 ■理想ダイオードタイプ LOAD 5 4 3 2 1 VIN NC GATE OUT SOURCE MF2008SW Batt EN REV NC GND IDET 6 7 8 9 10 GND 理想ダイオードタイプは、通常動作（保護が働かない）時は外部 Nch MOSFET は常時 ON しています。そのため理 想ダイオードタイプは、EN 端子と REV 端子はオープンでも使用可能です。オープン時にノイズ等による不安定な場合 は、コンデンサを対 GND に配置してください。 ■半導体リレータイプ LOAD 5 4 3 2 1 VIN NC GATE OUT SOURCE MF2008SW Batt EN REV NC GND IDET 6 7 8 9 10 HIGH/LOW 制御 GND 半導体リレータイプは、２つの外部 Nch MOSFET が Source 共通のバックトゥバック接続してください。EN 端子へ の HIGH/LOW 制御により、外部 Nch MOSFET を ON/OFF 駆動させます。REV 端子を GND 短絡することで、逆電流 保護を無効に出来ます。 5 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp １．３ ブロック図 VIN SOURCE GATE OVP EN ON/OFF OSC Charge Charge Pump1 Pump2 REV - IC Internal + + - GND + IDET VDS - Reverse IDET current VIN OUT GND １．４ 端子配置・端子機能 端子番号 記号 機能 1 OUT 出力端子 2 GATE 外部 MOSFET ゲート接続端子 OUT IDET 3 SOURCE 外部 MOSFET ソース接続端子 GATE GND 4 NC Non connection SOURCE NC 5 VIN 電源供給端子 NC REV 6 EN スタンバイ信号入力端子 VIN EN 7 REV 逆電流保護切替端子 Package（House Name） : TSSOP10 8 NC Non connection 9 GND GND 端子 10 IDET 外部 MOSFET 電圧差出力端子 6 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp １．５ 外形・寸法（パッケージ TSSOP10） ① ～⑩：端子番号、単位：mm １．６ ソルダリングパッドの参考パターン 2.25 PKG line 5.30 Min 1.00 0.50 Min 0.25 単位：mm 7 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp ２．仕様 ２．１ 絶対最大定格 特に指定なき場合は Tj=25℃ 項目 記号 規格値 単位 入出力定格 VIN / SOURCE - GND VIN / SOURCE －40 ～ 70 V EN / REV - GND EN / REV －0.3 ～ 70 V VIN - OUT VIN_OUT －70 ～ 70 V VIN - SOURCE VIN_SOURCE －0.3 ～ 70 V OUT – GND(※1) OUT －2 ～ 70 V GATE - SOURCE GATE_SOURCE －1 ～ 15 V IDET – GND（※1） IDET －0.3 ～ 5.5 V 熱定格 許容損失 Pd 1.08 W 接合部温度 Tj －40 ～ 150 ℃ 保存温度 Tstg －55 ～ 150 ℃ 熱定格（熱抵抗） Rth(j-a) 115 ℃/W 熱抵抗（※2） Rth(j-c) 30 ℃/W ※1 … VIN に負電圧印加時を除く ※2 … 4-layer Board ガラエポ基板： 114.3×76.2mm、厚さ 1.6mm、内面銅箔サイズ： 74.2×74.2mm、厚さ 35um での値。 本 IC を御使用の際は絶対最大定格を越えないようにしてください。絶対最大定格を超えた場合、IC が破壊する可能性 があります。破壊した場合、その破壊モード（オープンモード、ショートモード）は特定できませんので、ヒューズなど 物理的な安全対策を施すようお願いします。 ２．２ 推奨動作条件 項目 記号 推奨値 単位 VIN / SOURCE – GND VIN / SOURCE 4.5※3 ～ 65 V OUT – GND OUT －0.3※3 ～ 65 V 接合部温度 ※4 Tj －40 ～ 125 ℃ ※3 … VIN に負電圧印加時を除く ※4 … AEC-Q100 Device Temperature Grade1 注意：推奨動作条件の範囲を超えて使用すると、信頼性に影響を及ぼす場合があります。 定常的に 105℃を超えてご使用される場合は、必ず事前に当社担当営業部門までご相談ください。 8 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp ２．３ 電気的特性 特に指定なき場合は VIN=12V、Tj=25℃ 規格値 項目 記号 条件 単位 MIN TYP MAX VIN 端子 動作可能電圧 Vop 4.5 － 65 V チャージポンプ供給開始電圧 Vcp_stt － 3.0 4.5 V チャージポンプ供給停止電圧 Vcp_stp － 2.5 4 V EN=0V シャットダウン時動作電流 Iq 1 5 10 uA 動作時消費電流 Iop 100 200 280 uA EN 端子 昇圧回路動作開始閾値 Venst 0.9 1.5 2.1 V 昇圧回路動作停止閾値 Vensp 0.6 1.0 1.4 V EN 端子放電電流 IEN EN=0V 0.1 0.4 1.0 uA GATE 端子 昇圧電圧 Vgate 10 12.5 15 V ソース電流 1 Igso1 Δvgate=0V 45 75 105 uA ソース電流 2 Igso2 Δvgate=5V 30 50 70 uA 逆電流保護時シンク電流 Igsi1 VIN-OUT=0.5⇒-0.1V 0.4 0.7 1.0 A VIN=12V, VIN-OUT=0.5⇒-1V 逆電流保護時 OFF 時間 Trevoff － 200 300 ns Δvgate<2V, Cgate=0pF EN 停止時シンク電流 Igsi2 EN=5⇒0V 0.06 0.12 0.18 A VIN=12V, EN=3V⇒0V, EN 停止時 OFF 時間 Tenoff － 50 100 ns Δvgate<2V, Cgate=0pF VIN=12V, OUT=0V, EN 起動時 ON 時間 Tenon EN=0V⇒3V, Δvgate>0.5V, － 12 25 us Cgate=0pF 9 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 特に指定なき場合は VIN=12V、Tj=25℃ 規格値 項目 記号 条件 単位 MIN TYP MAX SOURCE 端子 シャットダウン電流 Isq VIN=SOURCE=12V, EN=0V － 0 1 uA OUT 端子 シャットダウン電流 Ioq VIN=OUT=12V, EN=0V － 0 1 uA 逆接続時電流 Ir VIN= -12V, OUT=12V － 0 1 uA 逆電流保護閾値 Vrev VIN－OUT -25 -13 -2 mV 順方向制御閾値 Gate 昇圧停止 Vreg_OF VIN-OUT 10 30 55 mV 順方向制御閾値 Gate 昇圧再開 Vreg_ON VIN-OUT 20 50 80 mV 順方向制御閾値 ヒステリシス Vreg_hys VIN-OUT 8 20 32 mV IDET 端子 VIN=12V, OUT=11.5V, 順電圧時シンク電流 1 Idet_Si1 80 110 140 uA IDET=4V VIN=12V, OUT=11.9V, 順電圧時シンク電流 2 Idet_Si2 5 25 45 uA IDET=4V VIN=12V, OUT=12.1V, 逆電圧時ソース電流 1 Idet_So1 5 25 45 uA IDET=0V VIN=12V, OUT=12.5V, 逆電圧時ソース電流 2 Idet_So2 70 100 130 uA IDET=0V 電流増幅率 gm VIN-OUT= -0.1V～0.1V 180 220 260 uA/V REV 端子 逆電流保護動作開始電圧 Vrevst 0.9 1.5 2.1 V 逆電流保護動作停止電圧 Vrevsp 0.6 1.0 1.4 V REV 端子放電電流 Irev EN=0V 0.1 0.4 1.0 uA 10 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 3．各端子機能、電気的特性について 3．１ VIN 端子 VIN 端子は IC（MF2008SW）の電源供給用端子となります。バッテリ（電源供給源）の＋ライン側と接続してくださ い。理想ダイオードタイプでは SOURCE 端子と共通の結線（図 2 参照）になり、半導体リレータイプでは SOURCE 端 子と異なる結線（図 3 参照）になります。 VIN 端子に関する電気的特性項目の解説 チャージポンプ供給開始電圧 Vcp_stt IC 内チャージポンプが働き始める電源電圧です。 チャージポンプ供給停止電圧 Vcp_stp IC 内チャージポンプが停止する電源電圧です。 通常時、本 IC の供給源である VIN 端子から、IC 内へ流入する消費電 動作時消費電流 Iop 流となります。 シャットダウン時に VIN 端子から IC 内へ流入する電流です。シャッ シャットダウン時動作電流 Iq トダウンは EN 端子電圧を LOW にすることで切り替わります（3.2 項 参照）。 3．２ EN 端子 EN 端子はスタンバイ信号用端子となります。EN=HIGH で内蔵チャージポンプの動作開始となり、EN=LOW で内蔵 チャージ ポンプ を動作 停 止してシ ャット ダウン 動 作となり ます。 VIN 端子 での消費 電流は 通常動 作 時は Iop(TYP)=200uA であるのに対し、シャットダウン時に Iq(TYP)=5uA とすることで、外部 Nch MOSFET が OFF 時の IC 消費電流を低減させます。 EN 端子は、EN=HIGH とすることで GATE 端子電圧が出力されて外部 Nch MOSFET が ON する動作となりますので、 リレー駆動用端子として使用ください。また IC内で VIN 端子から定電流供給源を介し、自動で電圧が印加され EN=HIGH となるため、理想ダイオードタイプのように EN による停止が必要ない場合は外部による電圧の印加は不要です。 EN 端子に関する電気的特性項目の解説 EN=HIGH と判定するしきい値です。EN=HIGH とするためには、 昇圧回路動作開始閾値 Venst V_EN≧Venst となるように設定します。 EN=LOW と判定するしきい値です。EN=LOW とするためには、V_EN 昇圧回路動作停止閾値 Vensp ≦Vensp となるように設定します。 EN 端子より流出する電流です。IC 内の VIN→EN の定電流源電流値 となります。VIN 端子での消費電流を抑えるため、IEN は微小な電流 EN 端子放電電流 IEN となっております。周辺ノイズの影響で動作が安定しない場合には、 EN 端子に外付けコンデンサを付加することを推奨します。 11 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 3．３ GATE 端子 GATE 端子は外部 Nch MOSFET の Gate 接続用端子となります。GATE 端子の出力により、外部 Nch MOSFET を ON/OFF 駆動します。通常動作（EN=HIGH）時、GATE－SOURCE 間電圧は Vgate(TYP)=12.5V になります。逆電流 検出や EN 端子（HIGH → LOW）による OFF 能力（シンク電流）は、ON 能力（ソース電流）よりも十分大きく、安全 に停止することが可能です。通常動作時、GATE－GND 間電圧は「VIN（SOURCE）+Vgate」の値となります（3.4 項 参照）。 GATE 端子に関する電気的特性項目の解説 EN=HIGH 時の GATE－SOURCE 間電圧です。IC 内チャージポンプ 昇圧電圧 Vgate の出力電圧です。 チャージポンプ出力により、GATE 端子電圧を充電する電流値です。 ソース電流１ Igso1 GATE の立上り開始時の能力となります。 GATE－SOURCE 間電圧=5V 時の GATE 端子電圧を充電する電流値 ソース電流２ Igso2 です。 理想ダイオードタイプでの逆電流検出時、外部 Nch MOSFET を OFF 逆電流保護時シンク電流 Igsi1 するために GATE 端子電圧を放電する電流値です（3.5 項 参照）。 理想ダイオードタイプで逆電流検出してから、GATE 端子電圧が放電 逆電流保護時 OFF 時間 Trevoff し始めるまでの遅れ時間です（3.5 項 参照）。 EN 端子を HIGH → LOW にした際、外部 Nch MOSFET を OFF する EN 停止時シンク電流 Igsi2 ために GATE 端子電圧を放電する電流値です。 EN 端子を HIGH → LOW にした際、GATE 端子電圧が放電し始める EN 停止時 OFF 時間 Tenoff までの遅れ時間です。 EN 端子を LOW → HIGH にした際、GATE 端子電圧が充電し始める EN 起動時 ON 時間 Tenon までの遅れ時間です。 12 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 3．４ SOURCE 端子 SOURCE 端子は外部 Nch MOSFET の Source 接続用端子となります。SOURCE 端子は、IC 内ではチャージポンプの 基準電圧になります。そのため、外部 Nch MOSFET を確実に ON/OFF 駆動するために外部 MOSFET の Source に接続 します。（結線については図 1 参照） SOURCE 端子に関する電気的特性項目の解説 EN=LOW 時の SOURCE の漏れ電流値です。EN=LOW 時は IC 内部 シャットダウン電流 Isq の VIN－SOURCE 間 MOSFET が OFF することで、電流を抑制しま す。 3．５ OUT 端子 OUT 端子は出力側（負荷側）接続用端子となります。負荷側の状態を監視する目的で用いります。逆電流検出機能や、 外部 Nch MOSFET の Drain-Source 間電圧差を監視（VDS 監視機能）する時に有効となります。これらの機能を必要と しない場合は、未使用（オープン）で使うことも可能です。OUT 端子の接続/未接続が IDET 端子以外の IC 動作へ影響 することはありません。 また OUT 端子を接続すると、「VIN-OUT」を検出可能となり、下表の順方向制御の各閾値に従った順方向制御が行われ ます。 OUT 端子に関する電気的特性項目の解説 シャットダウン電流 Ioq シャットダウン動作（EN=LOW）時の OUT 端子の漏れ電流値です。 逆接続時電流 Ir 入力逆接続時の OUT 端子の漏れ電流値です。 逆電流検出時の VIN－OUT 端子間電圧差です。「VIN－OUT ＜ Vrev」 逆電流保護しきい値 Vrev 条件で逆電流防止動作が働き、GATE-SOURCE 間電圧が急速放電され ます（4.5 項 参照）。 順方向制御時、「VIN-OUT≦Vreg_OF」条件でチャージポンプ動作（昇 順方向制御閾値 Gate 昇圧停止 Vreg_OF 圧）が停止します。 順方向制御時、「VIN-OUT≧Vreg_ON」条件でチャージポンプ動作（昇 順方向制御閾値 Gate 昇圧再開 Vreg_ON 圧）が再開します。 順方向制御閾値 ヒステリシス Vreg_hys 上記、Vreg_OF と Vreg_ON のヒステリシス電圧幅です。 13 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 3．６ IDET 端子 IDET 端子は外部 Nch MOSFET の Drain-Source 間電圧の状態を出力する端子となります。IC 内では、VIN 端子と OUT 端子の電圧差に合わせてリニアな電流信号を出力します（「4.6 項 VDS 監視機能」参照）。OUT 側（負荷側）の状 態に合わせてリニアに変動しますので、負荷状態の監視に有効です。なお、外部 Nch MOSFET の Drain-Source 間電圧 状態の出力や、負荷状態を監視しない場合には未使用（オープン）で使うことも可能です。IDET 端子を未使用の場合で も、IC の動作に影響することはありません。 IDET 端子に関する電気的特性項目の解説 順電圧時シンク電流１ Idet_Si1 VIN-OUT=0.5V 時の IDET 端子のシンク電流（流入電流）です。 順電圧時シンク電流２ Idet_Si2 VIN-OUT=0.1V 時の IDET 端子のシンク電流（流入電流）です。 逆電圧時ソース電流１ Idet_So1 OUT-VIN=0.1V 時の IDET 端子のソース電流（流出電流）です。 逆電圧時ソース電流２ Idet_So2 OUT-VIN=0.5V 時の IDET 端子のソース電流（流出電流）です。 電流増幅率 gm VIN-OUT 間電圧差に対する IDET 電流への増幅率です。 なお、IDET 端子のシンク電流、ソース電流の特性は下図実力値の通りとなります。 Idet>0：シンク電流 Idet<0：ソース電流 OUT-VIN[V] 14 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社 Idet[uA]

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 3．７ REV 端子 REV 端子は逆電流防止機能及び順方向制御機能の有効/無効を切替える端子です。REV=HIGH で有効、REV=LOW で 無効となります。IC 内では、VIN 端子から定電流供給源を介し電圧が印加され REV=HIGH となるので、逆電流防止機 能及び順方向制御機能を必要とする場合でも、外部による電圧の印加は不要で未使用（オープン、外部信号不要）となり ます。なお、逆電流防止機能及び順方向制御機能が不要であれば、本 IC の GND 端子と短絡してください。 REV 端子に関する電気的特性項目の解説 REV=HIGH と判定するしきい値です。 逆電流保護動作開始電圧 Vrevst V_REV≧Vrevst は REV=HIGH となります。 REV=LOW と判定するしきい値です。 逆電流保護動作停止電圧 Vrevsp V_REV≦Vrevsp は REV=LOW となります。 REV 端子より流出する電流です。IC 内の VIN→REV の定電流源電流 値となります。VIN 端子での消費電流を抑えるため、Irev は微小な電 REV 端子放電電流 Irev 流となっております。周辺ノイズの影響で動作が安定しない場合には、 EN 端子に外付けコンデンサを付加することを推奨します。 3．８ GND 端子 GND 端子は、電源回路の GND と接続して使用ください。入力逆接対策で、IC の GND と GND 端子の間に逆接保護用 Nch MOSFET を配置しています（「4.8 項 40V までの入力逆接続対策」参照）。通常（VIN > GND）時は、逆接保護用 MOSFET は ON し、IC 内 GND と GND 端子が同電圧となります。 15 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 4．回路動作と機能 4．１ 基本動作 MF2008SW は、ハイサイド・外部 Nch MOSFET を 外部 Nch MOSFET Source Drain ON/OFF するための制御 IC となります。Nch MOSFET は、 Batt Source 電圧基準の Gate 電圧 Vgs によって、外部 Nch Vgs Gate MOSFET を ON/OFF します。このため、IC（MF2008SW） SOURCE GATE 内では SOURCE 端子電圧を基準電圧として、チャージポン 基準 電位 Vgate プ（Charge Pump1）が働きます。チャージポンプより VIN Charge Pump1 GATE の駆動信号（Vgate）が制御することで、外部 Nch 電源供給 MF2008SW MOSFET を ON/OFF 制御することができます。 図 1 外部 Nch MOSFET との接続 ■理想ダイオードタイプ MF2008SW は、Nch MOSFET１つと組み合わせて、低 損失なダイオード動作（理想ダイオード動作）が可能です。 右図のように、順方向「Batt→LOAD」に電流を流し、逆方 Q1 向「LOAD→Batt」には電流を流さない動作となります。IC Batt LOAD 内では VIN と OUT の電圧を比較して GATE 出力有無が決 定します。GATE 出力により外部 Nch MOSFET を ON/OFF させて、Batt－LOAD 間を導通/遮断させています。 SOURCE GATE OUT ・Batt＞LOAD：GATE 出力によって Nch MOSFET が 比較 VIN MF2008SW ON して、Batt－LOAD 間を導通。 ・Batt＜LOAD：GATE 出力が停止し、Nch MOSFET が 図 2 理想ダイオードタイプの概略図 OFF して、Batt－LOAD 間を遮断。 詳細は「4.５項 逆電流防止機能」を参照ください。 ■半導体リレータイプ MF2008SW は、Nch MOSFET２つと組み合わせて、半 Q2 Q1 導体リレータイプ（双方向スイッチ）として使用すること Batt LOAD も可能です。図 3 に示すように２つの外部 Nch MOSFET を Source 共通で接続することで、EN 信号により入出力 （Batt－LOAD 間）の導通/遮断が可能となります。 SOURCE GATE Vgate ・EN=HIGH：GATE 出力によって２つの Nch MOSFET VIN Charge が ON して、Batt－LOAD 間を導通。 HIGH Pump1 EN ・EN=LOW：GATE 出力が停止し、Nch MOSFET が or MF2008SW LOW OFF して、Batt－LOAD 間を遮断。 図 3 半導体リレータイプの概略図 16 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 4．２ 通常起動・通常停止 MF2008SW は、VIN 電圧がチャージポンプ供給開始電 圧 Vcp_stt=3.0V(TYP)以上で且つ、EN 電圧が昇圧回路動 VIN GATE 作開始しきい値 Venst=1.5V(TYP)以上で起動回路が ON Batt 電源供給 定電流源 Vgate します。そして、IC 内 OSC が発振を開始し、Charge HIGH 起動回路 Pump1 より GATE 端子へ Vgate が出力されます。VIN 電 or ON/OFF LOW 圧がチャージポンプ供給停止電圧 Vcp_stp= 2.5V(TYP) EN Charge OSC 以下、若しくは、EN 電圧が昇圧回路動作停止しきい値 Pump1 MF2008SW Vensp=1.0V (TYP)以下となると動作停止（起動回路が OFF）し、IC 内 OSC 及び Charge Pump1 の出力は停止し 図 4 通常起動・通常停止に関するブロック図 ます。 ■理想ダイオードタイプ（VIN による起動・停止） 理想ダイオードタイプは、EN 端子による外部 Nch MOS FET の ON/OFF 駆動は行わないので EN 端子が未使用時の回路構成となり、 通常時は外部 Nch MOSFET を常時 ON する動作となります。IC 内 VIN では、VIN 端子から EN 端子に向かって定電流供給源を備えており、 Vcp_stt=3.0V Vcp_stp=2.5V VIN 端子の上昇に従い、EN 端子も上昇します。そのため、起動/停止 動作は、VIN 端子のチャージポンプ供給開始/停止電圧による動作と ON/ OFF なります。 2MHz OSC チャージポンプ供給開始電圧 Vcp_stt=3.0V(TYP) GATE－ チャージポンプ供給停止電圧 Vcp_stp=2.5V(TYP) SOURCE Igso1=75uA  電圧 図 5 理想ダイオードタイプの起動・停止 ■半導体リレータイプ（EN による起動・停止） 半導体リレータイプでは、上記理想ダイオードとは異なり、EN 端 VIN 子の HIGH/LOW で外部 Nch MOSFET を ON/OFF 駆動します。EN 端子が Venst=1.5V (TYP)以上で起動し、Vensp=1.0V(TYP)以下で EN 停止します。なお、EN 端子が Vensp=1.0V 以下で停止する動作は Venst=1.5V Vensp=1.0V GATE 急速放電機能が働きます（４．４項 GATE 急速放電機能参照）。 ON/ このときの IC 内での遅れ時間は、ON 時は Tenon=12us(TYP)、OFF OFF 2MHz 時は Tenoff=50ns(TYP)となります。また、EN=HIGH で Batt 接続 OSC を入り切りすれば、VIN 端子による起動、停止動作となります。 Tenoff=50us GATE－ SOURCE  電圧 Igso1=75uA Igsi2=0.12A Tenon=12us 図 6 半導体リレータイプの起動・停止 17 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 4．３ 外部 Nch MOSFET の ON/OFF 駆動 MF2008SW の GATE 端子から出力されるソース電流 Igso1=75uA(TYP)によって、外部 Nch MOSFET は ON しま す。ON した後の GATE 電圧は、IC 内の GATE－SOURCE 間 OVP 回路によって、12.5V(TYP)に保持されます。 VIN 切断による OFF 動作は、Igso の供給が停止して OFF する動作となります。この場合、外部 Nch MOSFET の Gate 電圧の自然放電によって、Gate 電圧が低下し OFF します。外部 Nch MOSFET の寄生容量などの特性、Batt 側、LOAD 側に付加する容量成分によって停止するタイミング、停止挙動が決定します。 上記以外の OFF 動作は、GATE 急速放電により放電電流 Igsi が流れます。IC 内の GATE-SOURCE 間の急速放電用 MOS FET によって、GATE 電圧を急速放電することで OFF します（次項 GATE 急速放電機能）。急速放電用 MOSFET が ON している間は、GATE 電圧は立ち上がりません。 Igso SOURCE OVP GATE Igsi 急速放電用 MOSFET 急速放電用 Vgate ORロジック Charge Charge Pump2 Pump1 ②ON/OFF ①Reverse (EN=LOW) Current OSC MF2008SW 図 7 GATE 端子周辺ブロック図 18 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 4．４ GATE 急速放電機能 MF2008SW は GATE 急速放電機能を備えています。GATE 急速放電機能は①逆電流検出と②ON/OFF（EN=LOW）の 時に動作します。急速放電用 OR ロジック入力部で①、②の状態を検出すると、IC 内 GATE－SOURCE 間の急速放電用 MOSFET が ON して GATE 電圧を急速に放電します（図 8 参照）。急速放電用 OR ロジックは IC 内 Charge Pump2 の 出力を供給源として動作します。Charge Pump2 は Charge Pump1 と同時に IC 内 OSC の発振開始によって動作し始 めます。図 8 の①、図 9 の②のように、GATE 急速放電能力は以下の通りです。 ①逆電流検出による GATE 急速放電 ※逆電流防止動作の詳細は 4.5 項（次ページ）を参照。 ・GATE 放電電流はシンク電流 Igsi1=0.7A(TYP) ・逆電流状態を検出してから GATE 急速放電が始まるまでの OFF 時間（IC 内遅延時間）Trevoff=200ns(TYP) ① 逆電流検出 Reverse Current Trevoff=200ns GATE－ SOURCE Igsi1=0.7A 電圧 図 8 ①逆電流検出による GATE 急速放電 ② EN=LOW による GATE 急速放電 ※前ページの「4.2 項半導体リレータイプ（EN による起動・停止）」を参照。 ・GATE 放電電流はシンク電流 Igsi2=0.12A(TYP) ・EN=LOW を検出してから GATE 急速放電が始まるまでの OFF 時間（IC 内遅延時間）Tenoff=50ns(TYP) EN=HIGH→LOW ② EN端子 Tenoff=50ns GATE－ SOURCE Igsi2=0.12A 電圧 図 9 ②EN=LOW による GATE 急速放電 19 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社

MF2008SW アプリケーションノート Rev.1.0 AN_MF2008SW_10_jp 4．５ 逆電流防止動作 MF2008SW は、REV 端子が HIGH（逆電流保護動作開始電圧 Vrevst=1.5V(TYP)以上）であれば、逆電流防止機能が 有効となります。IC 内では、VIN 端子から REV 端子への定電流供給源を備えており、REV 端子へ外部信号が無し（REV 端子の未使用）で逆電流防止機能が有効となります。また、逆電流防止機能は、REV 端子を LOW（逆電流保護動作停止 電圧 Vrevsp=1.0V(TYP)以下）にすることで無効化が可能です。逆電流防止機能が不要であれば、REV 端子と GND 端 子を短絡（ショート）することで設定できます。 MF2008SW の逆電流防止機能は、VIN 電圧と OUT 電圧が「VIN－OUT＜－13mV（逆電流保護しきい値）」の条件を 満たすと逆電流防止コンパレータ（COMP & Reverse Current）が動作して、GATE 急速放電機能が働きます。そして、 GATE 電圧を急速放電して外部 Nch MOSFET を OFF して逆電流を阻止します（図 10 参照）。 VIN（Batt 側）が低下し 「OUT－VIN＞13mV(TYP)」となると、IC 内遅延である OFF 時間 Trevoff=200ns(TYP)後 に GATE 電圧が急速放電し始めます。そして、外部 Nch MOSFET の電流（Isd）は GATE 電圧が Gate しきい値電圧 Vth に到達するまで電流が流れ、GATE 電圧が Vth 以下になると外部 Nch MOSFET が OFF し逆電流を阻止します。VIN（Batt 側）が上昇し 「OUT－VIN＜9mV(TYP)」となると、IC 内遅延である約 2us 後に GATE 電圧の急速放電が解除され GATE が立ち上がります。その後、外部 Nch MOSFET の Gate 電圧が充電され、ON します（図 11 参照）。 Isd (Vth、Ron) 逆電流検出 逆電流検出 Batt LOAD VIN 13mV 解除 OUT 9mV REV SOURCE GATE Reverse Current 定電流源 GATE Trevoff=200ns Ton=2us 急速放電 VIN GATE－ 10mV Reverse Igsi1=0.7A SOURCE Current 電圧 Vth Vth － COMP OUT Isd MF2008SW Irevoff 図 10 逆電流防止回路 図 11 逆電流防止動作 通常動作時の不安定な動作を懸念し、MF2008SW では「OUT－VIN=13mV(TYP)」を逆電流検出点としています。そ のため、逆電流阻止を検出するマイナス電流値 Irevoff は「Irevoff=13mV/Ron」となります。逆電流が Irevoff に到達 するまでは、逆電流防止を検出することができず、外部 Nch MOSFET に電流が流れ続けます。また、ON 抵抗 Ron の小 さい MOSFET の方が、逆電流阻止検出するマイナス電流値 Irevoff の絶対値は大きくなります。 20 / 30 https://www.shindengen.co.jp/ 新電元工業株式会社 +