深入解析 onsemi FDH3632、FDP3632、FDB3632 MOSFET

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET 是一種關(guān)鍵的功率器件，廣泛應(yīng)用于各種電路中。今天我們來(lái)深入了解 onsemi 推出的 FDH3632、FDP3632、FDB3632 這三款 N 溝道功率 MOSFET，看看它們有哪些獨(dú)特的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品概述

這三款 MOSFET 屬于 onsemi 的 POWERTRENCH 系列，具有 100V 的耐壓和 80A 的連續(xù)電流能力，導(dǎo)通電阻低至 9mΩ。它們適用于多種應(yīng)用，如同步整流、電池保護(hù)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、不間斷電源以及微型太陽(yáng)能逆變器等。

二、產(chǎn)品特性

（一）電氣特性

1. 低柵極電荷：總柵極電荷 (Q{g} (tot)) 在 (V{GS}=10V) 時(shí)典型值為 84nC，這有助于降低開(kāi)關(guān)損耗，提高開(kāi)關(guān)速度。
2. 低米勒電荷和低 (Q_{rr}) 體二極管：低米勒電荷可以減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的電壓尖峰和振蕩，低 (Q_{rr}) 體二極管則能降低反向恢復(fù)損耗，提高效率。
3. UIS 能力：具備單脈沖和重復(fù)脈沖的雪崩能量承受能力，增強(qiáng)了器件的可靠性和穩(wěn)定性。

（二）熱特性

1. 熱阻參數(shù)：不同封裝的熱阻有所不同，例如 (D^{2}-PAK) 封裝在最大 1 平方英寸銅焊盤(pán)面積下的結(jié)到環(huán)境熱阻 (R{theta JA}) 為 43°C/W，TO - 247 封裝的 (R{theta JA}) 為 30°C/W。
2. 散熱影響因素：實(shí)際應(yīng)用中，器件的散熱性能受多種因素影響，如安裝焊盤(pán)面積、電路板層數(shù)和厚度、外部散熱器、熱過(guò)孔、氣流和電路板方向等。

（三）封裝與訂購(gòu)信息

• FDB3632：采用 D2 - PAK 封裝，以 800 個(gè)/卷的形式通過(guò)帶盤(pán)包裝供貨。
• FDP3632：采用 TO - 220 封裝，50 個(gè)/管包裝。
• FDH3632：采用 TO - 247 封裝，30 個(gè)/管包裝。

三、電氣參數(shù)詳解

（一）最大額定值

（二）電氣特性

1. 關(guān)斷特性：如 (B{V{DSS}})（漏源擊穿電壓）在 (I{D}=250mu A)，(V{GS}=0V) 時(shí)的數(shù)值，以及零柵壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{DS}=80V)，(V_{GS}=0V) 時(shí)的數(shù)值。
2. 導(dǎo)通特性：包括柵源閾值電壓 (V_{GS(TH)}) 在不同條件下的數(shù)值，以及不同電流和電壓下的導(dǎo)通電阻。
3. 動(dòng)態(tài)特性：如輸出電容 (C{oss})、反向傳輸電容 (C{rss})、柵極電荷 (Q{g}) 及其各組成部分（(Q{gs})、(Q_{gd}) 等）。
4. 電阻性開(kāi)關(guān)特性：如開(kāi)通延遲時(shí)間 (t{d(on)})、上升時(shí)間 (t{r})、關(guān)斷延遲時(shí)間 (t{d(off)}) 和下降時(shí)間 (t{f}) 等。
5. 漏源二極管特性：如正向壓降 (V{SD}) 和反向恢復(fù)時(shí)間 (t{rr}) 等。

四、典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，如歸一化功率耗散與環(huán)境溫度的關(guān)系、最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系、歸一化最大瞬態(tài)熱阻抗、峰值電流能力、正向偏置安全工作區(qū)、轉(zhuǎn)移特性、飽和特性、漏源導(dǎo)通電阻與漏極電流的關(guān)系、歸一化漏源導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系、歸一化柵極閾值電壓與結(jié)溫的關(guān)系、歸一化漏源擊穿電壓與結(jié)溫的關(guān)系、電容與漏源電壓的關(guān)系以及柵極電荷波形等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

五、熱阻與安裝焊盤(pán)面積的關(guān)系

在設(shè)計(jì)中，熱管理是一個(gè)重要的考慮因素。器件的最大允許功率耗散 (P{DM}) 與最大額定結(jié)溫 (T{JM})、環(huán)境溫度 (T{A}) 和熱阻 (R{theta JA}) 有關(guān)，其關(guān)系可以用公式 (P{DM}=frac{(T{JM}-T{A})}{R{theta JA}}) 表示。

對(duì)于表面貼裝器件，安裝焊盤(pán)面積對(duì)熱阻有顯著影響。文檔中給出了熱阻與安裝焊盤(pán)面積的關(guān)系曲線，以及根據(jù)焊盤(pán)面積計(jì)算熱阻的公式：

• 當(dāng)面積以平方英寸為單位時(shí)：(R_{theta JA}=26.51+frac{19.84}{(0.262 + Area)})
• 當(dāng)面積以平方厘米為單位時(shí)：(R_{theta JA}=26.51+frac{128}{(1.69 + Area)})

六、模型信息

（一）PSPICE 電氣模型

文檔提供了 FDB3632 的 PSPICE 電氣模型，包括各種電容、二極管、電壓源、電流源、電阻和 MOS 管等元件的參數(shù)設(shè)置，可用于電路仿真。

（二）SABER 電氣模型

同樣，也給出了 FDB3632 的 SABER 電氣模型，方便工程師在 SABER 軟件中進(jìn)行仿真分析。

（三）SPICE 熱模型

提供了 FDB3632 的 SPICE 熱模型，用于模擬器件的熱特性，幫助工程師進(jìn)行熱設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

七、機(jī)械尺寸與封裝

文檔詳細(xì)給出了 TO - 220 - 3LD、TO - 247 - 3LD 短引腳和 D2PAK - 3 三種封裝的機(jī)械尺寸和通用標(biāo)記圖，方便工程師進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)和器件安裝。

八、應(yīng)用建議

在使用這些 MOSFET 時(shí)，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求，綜合考慮電氣特性、熱特性、封裝形式等因素。例如，在同步整流應(yīng)用中，要關(guān)注低導(dǎo)通電阻和低開(kāi)關(guān)損耗；在電池保護(hù)電路中，要確保器件具有良好的 UIS 能力和過(guò)流保護(hù)特性。同時(shí)，合理的熱設(shè)計(jì)也是保證器件性能和可靠性的關(guān)鍵，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的散熱方式和安裝焊盤(pán)面積。

總之，onsemi 的 FDH3632、FDP3632、FDB3632 MOSFET 具有優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用前景。希望本文能為電子工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中提供一些有價(jià)值的參考。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似 MOSFET 的設(shè)計(jì)難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。