深入解析FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench? MOSFET

一、引言

在電子工程領(lǐng)域，MOSFET作為重要的功率開(kāi)關(guān)器件，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電源和電路設(shè)計(jì)中。今天我們要深入探討的是Fairchild（現(xiàn)屬于ON Semiconductor）的FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench? MOSFET，它具有獨(dú)特的性能特點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，下面將詳細(xì)介紹其各項(xiàng)特性。

文件下載：FDMS86105-D.pdf

二、產(chǎn)品背景與變更說(shuō)明

Fairchild已成為ON Semiconductor的一部分。由于系統(tǒng)要求，部分Fairchild可訂購(gòu)的零件編號(hào)需要更改，原編號(hào)中的下劃線(xiàn)（_）將改為破折號(hào)（-）。大家可通過(guò)ON Semiconductor網(wǎng)站（www.onsemi.com）核實(shí)更新后的器件編號(hào)。如有系統(tǒng)集成相關(guān)問(wèn)題，可發(fā)郵件至Fairchild_questions@onsemi.com。

三、FDMS86105 MOSFET特性

（一）基本參數(shù)

• 電壓與電流：這款N溝道MOSFET的漏源電壓（VDS）額定值為100 V，連續(xù)漏極電流（ID）在TA = 25 °C時(shí)為26 A ，脈沖漏極電流可達(dá)30 A。
• 導(dǎo)通電阻：在VGS = 10 V，ID = 6 A時(shí)，最大導(dǎo)通電阻rDS(on)為34 mΩ；在VGS = 6 V，ID = 4.5 A時(shí)，最大導(dǎo)通電阻為54 mΩ。

（二）技術(shù)特點(diǎn)

1. 屏蔽柵MOSFET技術(shù)：采用先進(jìn)的PowerTrench?工藝并結(jié)合屏蔽柵技術(shù)，優(yōu)化了導(dǎo)通電阻，同時(shí)保持了出色的開(kāi)關(guān)性能。
2. 先進(jìn)封裝與硅片組合：實(shí)現(xiàn)了低導(dǎo)通電阻和高效率，并且采用了MSL1穩(wěn)健的封裝設(shè)計(jì)。
3. 可靠性測(cè)試：經(jīng)過(guò)100% UIL測(cè)試，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和環(huán)保要求。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

FDMS86105 MOSFET適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，包括：

1. 初級(jí)DC - DC：在直流 - 直流轉(zhuǎn)換電路中，可高效實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。
2. 次級(jí)DC - DC：為次級(jí)電路提供穩(wěn)定的電源轉(zhuǎn)換。
3. 負(fù)載開(kāi)關(guān)：可靈活控制負(fù)載的通斷，提高電路的可靠性和靈活性。

五、電氣特性

（一）關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（BV DSS）：在ID = 250 μA，VGS = 0 V時(shí)，為100 V，其溫度系數(shù)（ΔBV DSS/ΔTJ）為70 mV/°C。
• 零柵壓漏極電流（IDSS）：在VDS = 80 V，VGS = 0 V時(shí)，最大為1 μA。
• 柵源泄漏電流（IGSS）：在VGS = ±20 V，VDS = 0 V時(shí)，最大為±100 nA。

（二）導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓（VGS(th)）：范圍在2.0 - 4.0 V之間，溫度系數(shù)（ΔVGS(th)/ΔTJ）為 - 9 mV/°C。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（rDS(on)）：不同條件下有不同的值，如VGS = 10 V，ID = 6 A時(shí)，典型值為27 mΩ，最大值為34 mΩ。
• 正向跨導(dǎo)（gFS）：在VDS = 10 V，ID = 6 A時(shí)，為15 S。

（三）動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容（Ciss）：在VDS = 50 V，VGS = 0 V，f = 1 MHz時(shí)，范圍為483 - 645 pF。
• 輸出電容（Coss）：為114 - 155 pF。
• 反向傳輸電容（Crss）：為5 - 10 pF。
• 柵極電阻（Rg）：為0.9 Ω。

（四）開(kāi)關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間（td(on)）：在VDD = 50 V，ID = 6 A，VGS = 10 V，RGEN = 6 Ω時(shí)，范圍為6.7 - 14 ns。
• 上升時(shí)間（tr）：為2.1 - 10 ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間（td(off)）：為12 - 22 ns。
• 下降時(shí)間（tf）：為2.4 - 10 ns。
• 總柵極電荷（Qg）：在不同條件下有不同的值，如VGS從0 V到10 V時(shí)，范圍為7.5 - 11 nC。

（五）漏源二極管特性

• 源 - 漏二極管正向電壓（VSD）：在VGS = 0 V，IS = 2 A時(shí)，范圍為0.76 - 1.2 V；在IS = 6 A時(shí)，范圍為0.82 - 1.3 V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間（trr）：在IF = 6 A，di/dt = 100 A/μs時(shí)，范圍為38 - 61 ns。
• 反向恢復(fù)電荷（Qrr）：為32 - 51 nC。

六、典型特性曲線(xiàn)分析

文檔中給出了多個(gè)典型特性曲線(xiàn)，這些曲線(xiàn)直觀地展示了MOSFET在不同條件下的性能表現(xiàn)。例如：

• 導(dǎo)通區(qū)域特性曲線(xiàn)：展示了不同柵源電壓下，漏極電流與漏源電壓的關(guān)系。
• 歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵源電壓的關(guān)系曲線(xiàn)：有助于工程師了解導(dǎo)通電阻在不同工作條件下的變化情況。
• 歸一化導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系曲線(xiàn)：可以預(yù)測(cè)在不同溫度環(huán)境下MOSFET的導(dǎo)通電阻變化。

七、封裝與訂購(gòu)信息

FDMS86105采用Power 56封裝，卷盤(pán)尺寸為13英寸，膠帶寬度為12 mm，每卷數(shù)量為3000個(gè)。器件標(biāo)記為FDMS86105。

八、總結(jié)與思考

FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench? MOSFET憑借其先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)良的性能，在電源和電路設(shè)計(jì)中具有很大的應(yīng)用潛力。工程師在使用時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，仔細(xì)考慮其各項(xiàng)電氣特性和參數(shù)。例如，在高溫環(huán)境下，導(dǎo)通電阻會(huì)發(fā)生變化，這對(duì)電路的效率和穩(wěn)定性會(huì)有怎樣的影響？在不同的開(kāi)關(guān)頻率下，開(kāi)關(guān)特性又會(huì)如何變化？這些都是我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中需要深入思考和驗(yàn)證的問(wèn)題。

大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類(lèi)似MOSFET的性能問(wèn)題？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。