ON Semiconductor FDP027N08B：高性能N溝道PowerTrench? MOSFET解析
ON Semiconductor FDP027N08B：高性能N溝道PowerTrench? MOSFET解析
在電子設計領域，MOSFET作為關鍵的功率器件，其性能直接影響著整個電路的效率和穩(wěn)定性。今天我們要探討的是ON Semiconductor的FDP027N08B N溝道PowerTrench? MOSFET，它在多個應用場景中展現(xiàn)出了卓越的性能。
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一、產(chǎn)品特性
低導通電阻與低FOM
FDP027N08B的導通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=10V)、(I{D}=100A) 時典型值為 (2.21mOmega)，低導通電阻意味著在導通狀態(tài)下的功率損耗更低，能有效提高電路效率。同時，它具有低FOM（品質(zhì)因數(shù)）(R{DS(on)} * Q_{G})，這對于追求高效開關的應用非常重要。
低反向恢復電荷與軟反向恢復體二極管
該MOSFET的反向恢復電荷 (Q_{rr}=112nC)，較低的反向恢復電荷可以減少開關過程中的能量損耗。其軟反向恢復體二極管特性，能降低反向恢復過程中的電壓尖峰和電磁干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。
快速開關速度與UIL測試
具備快速的開關速度，能夠滿足高頻應用的需求。并且100%經(jīng)過UIL（非箝位感性負載）測試，保證了在感性負載應用中的穩(wěn)定性和可靠性。
符合RoHS標準
符合RoHS標準，意味著該產(chǎn)品在環(huán)保方面滿足要求，可廣泛應用于對環(huán)保有嚴格要求的電子設備中。
二、產(chǎn)品說明
FDP027N08B采用飛兆半導體的PowerTrench?工藝生產(chǎn)。這一先進工藝專為最大限度地降低導通阻抗并保持卓越開關性能而設計，使得該MOSFET在導通損耗和開關速度之間取得了良好的平衡。
三、應用領域
同步整流
適用于ATX/服務器/電信PSU（電源供應器）的同步整流，能夠提高電源的轉(zhuǎn)換效率，降低功耗。
電池保護電路
在電池保護電路中，F(xiàn)DP027N08B可以快速響應，保護電池免受過充、過放等損害。
電機驅(qū)動和不間斷電源
在電機驅(qū)動和不間斷電源（UPS）中，其快速開關速度和低導通電阻特性有助于提高系統(tǒng)的效率和性能。
四、電氣參數(shù)
最大額定值
| 符號 | 參數(shù) | FDP027N08B - F102 | 單位 |
|---|---|---|---|
| (V_{DSS}) | 漏極 - 源極電壓 | 80 | V |
| (V_{GSS}) | 柵極 - 源極電壓 | ±20 | V |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=25^{circ}C)，硅限制） | 223* | A |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=100^{circ}C)，硅限制） | 158* | A |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=25^{circ}C)，封裝限制） | 120 | A |
| (I_{DM}) | 漏極電流（脈沖） | 892 | A |
| (E_{AS}) | 單脈沖雪崩能量 | 917 | mJ |
| (dv/dt) | 二極管恢復 (dv/dt) 峰值 | 6.0 | V/ns |
| (P_{D}) | 功耗（(T_{C}=25^{circ}C)） | 246 | W |
| (P_{D}) | 功耗（降低至 (25^{circ}C) 以上） | 1.64 | W/°C |
| (T{J}, T{STG}) | 工作和存儲溫度范圍 | -55 至 +175 | °C |
| (T_{L}) | 用于焊接的最大引線溫度（距離外殼 1/8"，持續(xù) 5 秒） | 300 | °C |
注：* 計算連續(xù)電流（基于最高允許結(jié)溫），封裝限制電流為 120A。
熱性能
| 符號 | 參數(shù) | FDP027N08B - F102 | 單位 |
|---|---|---|---|
| (R_{theta JC}) | 結(jié)至外殼熱阻最大值 | 0.61 | °C/W |
| (R_{theta JA}) | 結(jié)至環(huán)境熱阻最大值 | 62.5 | °C/W |
電氣特性（(T_{C}=25^{circ}C)）
關斷特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (BV_{DSS}) | 漏極 - 源極擊穿電壓 | (I{D}=250mu A)，(V{GS}=0V) | 80 | - | - | V |
| (Delta BV{DSS} / Delta T{J}) | 擊穿電壓溫度系數(shù) | (I_{D}=250mu A)，參考溫度為 25°C | - | 0.05 | - | V/°C |
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流 | (V{DS}=64V)，(V{GS}=0V) | - | - | 1 | (mu A) |
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流（(V{DS}=64V)，(T{C}=150^{circ}C)） | - | - | 500 | (mu A) | |
| (I_{GSS}) | 柵極 - 體漏電流 | (V{GS}=±20V)，(V{DS}=0V) | - | - | ±100 | nA |
導通特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (V_{GS(th)}) | 柵極閾值電壓 | (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250mu A) | 2.5 | - | 4.5 | V |
| (R_{DS(on)}) | 漏極至源極靜態(tài)導通電阻 | (V{GS}=10V)，(I{D}=100A) | - | 2.21 | 2.7 | (mOmega) |
| (g_{FS}) | 正向跨導 | (V{DS}=10V)，(I{D}=100A) | - | 227 | - | S |
動態(tài)特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (C_{iss}) | 輸入電容 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz) | - | 10170 | 13530 | pF |
| (C_{oss}) | 輸出電容 | - | 1670 | 2220 | pF | |
| (C_{rss}) | 反向傳輸電容 | - | 35 | - | pF | |
| (C_{oss (er)}) | 能量相關輸出電容 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=0V) | - | 3025 | - | pF |
| (Q_{g(tot)}) | 10V 的柵極電荷總量 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=10V)，(I_{D}=100A) | - | 137 | 178 | nC |
| (Q_{gs}) | 柵極 - 源極柵極電荷 | - | 56 | - | nC | |
| (Q_{gs2}) | 柵極平臺電荷閾值 | - | 25 | - | nC | |
| (Q_{gd}) | 柵極 - 漏極 “ 米勒 ” 電荷 | - | 28 | - | nC | |
| (ESR) | 等效串聯(lián)電阻（G - S） | (f = 1MHz) | - | 2.4 | - | (Omega) |
開關特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (t_{d(on)}) | 導通延遲時間 | - | - | 47 | 104 | ns |
| (t_{r}) | 開通上升時間 | (V{DD}=40V)，(I{D}=100A) | - | 66 | 142 | ns |
| (t_{d(off)}) | 關斷延遲時間 | (V{GS}=10V)，(R{G}=4.7Omega) | - | 87 | 184 | ns |
| (t_{f}) | 關斷下降時間 | - | - | 41 | 92 | ns |
漏極 - 源極二極管特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (I_{S}) | 漏極 - 源極二極管最大正向連續(xù)電流 | - | - | - | 223* | A |
| (I_{SM}) | 漏極 - 源極二極管最大正向脈沖電流 | - | - | - | 892 | A |
| (V_{SD}) | 漏極 - 源極二極管正向電壓 | (V{GS}=0V)，(I{SD}=100A) | - | - | 1.3 | V |
| (t_{rr}) | 反向恢復時間 | (V{GS}=0V)，(V{DD}=40V)，(I{SD}=100A)，(dI{F}/dt = 100A/mu s) | - | 80 | - | ns |
| (Q_{rr}) | 反向恢復電荷 | - | 112 | - | nC |
五、典型性能特征
文檔中給出了多個典型性能特征圖，包括導通區(qū)域特性、傳輸特性、導通電阻變化與漏極電流和柵極電壓的關系等。這些特性圖直觀地展示了FDP027N08B在不同條件下的性能表現(xiàn)，對于工程師在設計電路時進行參數(shù)選擇和性能評估非常有幫助。例如，通過導通電阻變化與漏極電流和柵極電壓的關系圖，可以了解在不同電流和柵極電壓下的導通電阻變化情況，從而優(yōu)化電路設計。
六、封裝與定購信息
FDP027N08B采用TO - 220封裝，頂標為FDP027N08B，包裝方法為塑料管，每管50個。這為工程師在選擇封裝形式和定購產(chǎn)品時提供了明確的信息。
七、總結(jié)
ON Semiconductor的FDP027N08B N溝道PowerTrench? MOSFET以其低導通電阻、低反向恢復電荷、快速開關速度等特性，在同步整流、電池保護電路、電機驅(qū)動和不間斷電源等應用領域具有很大的優(yōu)勢。工程師在設計相關電路時，可以根據(jù)其電氣參數(shù)和典型性能特征，合理選擇和使用該MOSFET，以提高電路的性能和可靠性。大家在實際應用中是否遇到過類似MOSFET的性能問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。
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