FDMS7608S雙N溝道PowerTrench? MOSFET：性能解析與應(yīng)用指南

一、引言

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)中，MOSFET是不可或缺的重要元件。今天我們要深入探討的是FDMS7608S雙N溝道PowerTrench? MOSFET，它在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，了解這類(lèi)高性能MOSFET的特性和應(yīng)用，對(duì)于提升設(shè)計(jì)的效率和性能至關(guān)重要。

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二、產(chǎn)品背景

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，將原編號(hào)中的下劃線（_）改為破折號(hào)（-）。大家可通過(guò)ON Semiconductor網(wǎng)站（www.onsemi.com）核實(shí)更新后的設(shè)備編號(hào)。

三、FDMS7608S概述

3.1 基本參數(shù)

FDMS7608S包含兩個(gè)專(zhuān)門(mén)的N溝道MOSFET，采用雙MLP封裝。

• Q1：30 V，22 A，10.0 mΩ
• Q2：30 V，30 A，6.3 mΩ

3.2 特點(diǎn)

• 低導(dǎo)通電阻：在不同的柵源電壓和漏極電流條件下，Q1和Q2都能保持較低的導(dǎo)通電阻，有助于降低功率損耗。例如，Q1在$V{GS}=10 V$，$I{D}=12 A$時(shí)，最大$r{DS(on)}=10.0 mΩ$；Q2在$V{GS}=10 V$，$I{D}=15 A$時(shí)，最大$r{DS(on)}=6.3 mΩ$。
• 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)：滿足環(huán)保要求，適用于對(duì)環(huán)保有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

四、電氣特性

4.1 最大額定值

4.2 電氣特性詳細(xì)參數(shù)

4.2.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓：在特定測(cè)試條件下，Q1的漏源擊穿電壓為30 V。
• 系數(shù)$Delta BV_{DSS}$：Q1和Q2在特定條件下有相應(yīng)的系數(shù)值。
• 漏電流$I{DSS}$：在$V{DS}=24 V$，$V_{GS}=0 V$時(shí)，Q1和Q2的漏電流較小。
• 柵源漏電流$I{GSS}$：在$V{GS}=20 V$，$V_{DS}=0 V$時(shí)，Q1和Q2的柵源漏電流為100 nA。

4.2.2 導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓：Q1和Q2的柵源閾值電壓在一定范圍內(nèi)，如Q1在特定條件下為1.2 - 3.0 V。
• 柵源閾值電壓溫度系數(shù)：Q1和Q2在不同條件下有相應(yīng)的溫度系數(shù)。
• 導(dǎo)通電阻$r_{DS(on)}$：不同的柵源電壓和漏極電流條件下，Q1和Q2的導(dǎo)通電阻不同，且受溫度影響。

4.2.3 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容$C_{iss}$：Q1和Q2在特定條件下有不同的輸入電容值。
• 輸出電容$C_{oss}$：Q2在特定條件下有相應(yīng)的輸出電容值。
• 反向傳輸電容$C_{rss}$：Q1和Q2在特定條件下有不同的反向傳輸電容值。
• 柵極電阻$R_{g}$：Q1和Q2的柵極電阻在一定范圍內(nèi)。

4.2.4 開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)通延遲時(shí)間$t_{d(on)}$：Q1和Q2的開(kāi)通延遲時(shí)間為7 - 14 ns。
• 上升時(shí)間$t_{r}$：在特定測(cè)試條件下，Q1和Q2的上升時(shí)間為3 - 10 ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間$t_{d(off)}$：Q2的關(guān)斷延遲時(shí)間為19 - 36 ns。
• 下降時(shí)間$t_{f}$：Q2的下降時(shí)間為2 - 10 ns。
• 總柵極電荷$Q_{g(TOT)}$：在不同的柵源電壓變化范圍內(nèi)，Q1和Q2有不同的總柵極電荷值。
• 柵源電荷$Q{gs}$和柵漏“米勒”電荷$Q{gd}$：Q2有相應(yīng)的電荷值。

4.2.5 漏源二極管特性

• 源漏二極管正向電壓$V_{SD}$：在不同的源極電流條件下，Q1和Q2的源漏二極管正向電壓不同。
• 反向恢復(fù)時(shí)間$t{rr}$和反向恢復(fù)電荷$Q{rr}$：Q1和Q2在特定條件下有相應(yīng)的反向恢復(fù)時(shí)間和電荷值。

五、典型特性

5.1 Q1典型特性

• 導(dǎo)通區(qū)域特性：不同柵源電壓下，漏極電流與漏源電壓的關(guān)系曲線展示了Q1在導(dǎo)通區(qū)域的性能。
• 歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系：反映了導(dǎo)通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化情況。
• 歸一化導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系：體現(xiàn)了結(jié)溫對(duì)導(dǎo)通電阻的影響。
• 導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系：有助于工程師選擇合適的柵源電壓以獲得較低的導(dǎo)通電阻。
• 傳輸特性：展示了漏極電流與柵源電壓的關(guān)系。
• 源漏二極管正向電壓與源極電流的關(guān)系：了解源漏二極管在不同源極電流下的正向電壓特性。
• 柵極電荷特性：不同漏源電壓下，柵極電荷與柵源電壓的關(guān)系。
• 電容與漏源電壓的關(guān)系：輸入電容、輸出電容和反向傳輸電容隨漏源電壓的變化。
• 無(wú)鉗位電感開(kāi)關(guān)能力：體現(xiàn)了Q1在無(wú)鉗位電感開(kāi)關(guān)情況下的性能。
• 最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系：幫助工程師確定在不同殼溫下的最大連續(xù)漏極電流。
• 正向偏置安全工作區(qū)：明確了Q1在正向偏置下的安全工作范圍。
• 單脈沖最大功率耗散：展示了單脈沖情況下的最大功率耗散能力。
• 結(jié)到環(huán)境的瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線：反映了結(jié)到環(huán)境的熱阻抗隨脈沖持續(xù)時(shí)間的變化。

5.2 Q2典型特性

與Q1類(lèi)似，Q2也有一系列典型特性曲線，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、歸一化導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系等，這些特性曲線為工程師在設(shè)計(jì)中選擇合適的工作點(diǎn)提供了重要參考。

5.3 SyncFET?肖特基體二極管特性

Fairchild的SyncFET?工藝在PowerTrench? MOSFET中嵌入了肖特基二極管，其反向恢復(fù)特性和反向泄漏特性在相關(guān)曲線中有所體現(xiàn)。需要注意的是，肖特基勢(shì)壘二極管在高溫和高反向電壓下會(huì)出現(xiàn)顯著的泄漏，這會(huì)增加器件的功率損耗。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

• 計(jì)算領(lǐng)域：可用于筆記本電腦的VCORE等電源電路中，提供高效的功率轉(zhuǎn)換。
• 通信領(lǐng)域：在通信設(shè)備的電源管理中發(fā)揮作用，確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)。
• 通用負(fù)載點(diǎn)應(yīng)用：滿足各種通用負(fù)載的電源需求。

七、封裝標(biāo)記和訂購(gòu)信息

八、注意事項(xiàng)

• 由于ON Semiconductor產(chǎn)品管理系統(tǒng)的限制，F(xiàn)airchild部分零件編號(hào)需將下劃線改為破折號(hào)，使用時(shí)要注意核實(shí)更新后的編號(hào)。
• “典型”參數(shù)在不同應(yīng)用中可能會(huì)有所變化，實(shí)際性能也會(huì)隨時(shí)間變化，所有工作參數(shù)都需要由客戶(hù)的技術(shù)專(zhuān)家針對(duì)每個(gè)客戶(hù)應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。
• ON Semiconductor產(chǎn)品不適合用于生命支持系統(tǒng)、FDA Class 3醫(yī)療設(shè)備等關(guān)鍵應(yīng)用，如果用于此類(lèi)非預(yù)期或未經(jīng)授權(quán)的應(yīng)用，買(mǎi)方需承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。

九、總結(jié)

FDMS7608S雙N溝道PowerTrench? MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、良好的開(kāi)關(guān)特性和豐富的電氣特性，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分了解其各項(xiàng)特性，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，合理選擇工作參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些關(guān)于MOSFET的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。