onsemi FDMC7696 N溝道MOSFET的特性與應(yīng)用分析
onsemi FDMC7696 N溝道MOSFET的特性與應(yīng)用分析
引言
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET作為一種關(guān)鍵的功率器件，廣泛應(yīng)用于各種電源管理和負(fù)載開關(guān)電路中。今天我們要深入探討的是安森美（onsemi）的FDMC7696 N溝道MOSFET，它采用了先進(jìn)的POWERTRENCH工藝，具有極低的導(dǎo)通電阻，適用于筆記本電腦和便攜式電池組等應(yīng)用。
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產(chǎn)品概述
FDMC7696是一款N溝道MOSFET，采用安森美的先進(jìn)POWERTRENCH工藝制造。該工藝專門針對降低導(dǎo)通電阻進(jìn)行了優(yōu)化，使得這款器件在功率管理和負(fù)載開關(guān)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。它非常適合用于筆記本電腦和便攜式電池組等設(shè)備，能夠有效提高電源效率和系統(tǒng)性能。
產(chǎn)品特性
低導(dǎo)通電阻
- 在 $V{GS}=10V$，$I{D}=12A$ 時，最大 $r{DS(on)}=11.5mOmega$；在 $V{GS}=4.5V$，$I{D}=10A$ 時，最大 $r{DS(on)}=14.5mOmega$。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗更小，能夠提高電源效率，減少發(fā)熱。
高性能技術(shù)
采用高性能技術(shù)實(shí)現(xiàn)極低的 $r_{DS(on)}$，進(jìn)一步提升了器件的性能和可靠性。
環(huán)保特性
該器件符合無鉛、無鹵和RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求，有助于電子設(shè)備的綠色設(shè)計(jì)。
應(yīng)用領(lǐng)域
DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器
在DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器中，F(xiàn)DMC7696可以作為開關(guān)管使用，通過快速的開關(guān)動作實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。其低導(dǎo)通電阻能夠減少轉(zhuǎn)換過程中的功率損耗，提高轉(zhuǎn)換效率。
筆記本電池電源管理
在筆記本電腦中，電池電源管理是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。FDMC7696可以用于電池的充電和放電控制，確保電池的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。
筆記本負(fù)載開關(guān)
作為負(fù)載開關(guān)，F(xiàn)DMC7696可以快速地接通和斷開負(fù)載，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的有效控制。其低導(dǎo)通電阻能夠減少負(fù)載開關(guān)過程中的電壓降，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
電氣特性
最大額定值
| 符號 | 參數(shù) | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| $V_{DS}$ | 漏源電壓 | 30 | V |
| $V_{DSt}$ | 漏源瞬態(tài)電壓（$t_{Transient}<100ns$） | 33 | V |
| $V_{GS}$ | 柵源電壓 | ±20 | V |
| $I_{D}$ | 漏極電流（連續(xù)，封裝限制，$T_{C}=25^{circ}C$） | 20 | A |
| $I_{D}$ | 漏極電流（連續(xù)，硅片限制，$T_{C}=25^{circ}C$） | 38 | A |
| $I_{D}$ | 漏極電流（連續(xù)，$T_{A}=25^{circ}C$） | 12 | A |
| $I_{D}$ | 脈沖電流 | 50 | A |
| $E_{AS}$ | 單脈沖雪崩能量 | 21 | mJ |
| $P_{D}$ | 功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$） | 25 | W |
| $P_{D}$ | 功率耗散（$T_{A}=25^{circ}C$） | 2.4 | W |
| $T{J},T{STG}$ | 工作和存儲結(jié)溫范圍 | -55 至 +150 | °C |
電氣特性參數(shù)
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $B_{VDS}$ | 漏源擊穿電壓 | $I{D}=250mu A$，$V{GS}=0V$；$I_{D}=250mu A$，參考 $25^{circ}C$ | 30 | - | - | V |
| $B_{VDS}$ | 擊穿電壓溫度系數(shù) | $I_{D}=250mu A$，參考 $25^{circ}C$ | - | - | 14 | mV/°C |
| $I_{DSS}$ | 零柵壓漏極電流 | $V{DS}=24V$，$V{GS}=0V$ | - | - | 1 | $mu A$ |
| $I_{DSS}$ | 零柵壓漏極電流 | $V{GS}=20V$，$V{DS}=0V$ | - | - | 100 | nA |
| $I_{GSS}$ | 柵源正向漏電流 | - | - | - | 100 | nA |
| $V_{GS(th)}$ | 柵源閾值電壓 | $V{GS}=V{DS}$，$I_{D}=250mu A$ | 1.2 | 2.0 | 3.0 | V |
| $V_{GS(th)}$ | 柵源閾值電壓溫度系數(shù) | $I_{D}=250mu A$，參考 $25^{circ}C$ | - | - | -6 | mV/°C |
| $r_{DS(on)}$ | 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻 | $V{GS}=10V$，$I{D}=12A$ | - | 8.5 | 11.5 | mΩ |
| $r_{DS(on)}$ | 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻 | $V{GS}=4.5V$，$I{D}=10A$ | - | 11.5 | 14.5 | mΩ |
| $r_{DS(on)}$ | 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻 | $V{GS}=10V$，$I{D}=12A$，$T_{J}=125^{circ}C$ | - | 11.6 | 15.7 | mΩ |
| $g_{FS}$ | 正向跨導(dǎo) | $V{DS}=5V$，$I{D}=12A$ | - | 45 | - | 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 | - | - | - | - | pF |
| $C_{oss}$ | 輸出電容 | - | - | - | - | pF |
| $C_{rss}$ | 反向傳輸電容 | - | - | 40 | - | pF |
| $R_{g}$ | 柵極電阻 | - | - | 2.0 | - | Ω |
開關(guān)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(dǎo)通延遲時間 | $V{DD}=15V$，$I{D}=12A$，$V_{GS}=10V$ | - | 18 | - | ns |
| $t_{r}$ | 上升時間 | - | - | 2 | - | ns |
| $t_{d(off)}$ | 關(guān)斷延遲時間 | - | - | - | - | ns |
| $t_{f}$ | 下降時間 | - | - | 10 | - | ns |
| $Q_{g}$ | 柵極電荷 | - | - | - | - | nC |
| $Q_{gd}$ | 柵漏電荷 | - | - | - | - | nC |
漏源二極管特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $V_{SD}$ | 源漏二極管正向電壓 | - | - | - | - | V |
| $t_{rr}$ | 反向恢復(fù)時間 | - | - | 25 | - | ns |
| $Q_{rr}$ | 反向恢復(fù)電荷 | - | - | - | - | nC |
典型特性曲線
導(dǎo)通區(qū)域特性
從圖1可以看出，不同柵源電壓下，漏極電流隨漏源電壓的變化情況。隨著柵源電壓的增加，漏極電流也相應(yīng)增加。
歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵源電壓的關(guān)系
圖2展示了歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵源電壓的關(guān)系。在不同的柵源電壓下，導(dǎo)通電阻隨漏極電流的變化趨勢不同。
歸一化導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系
圖3顯示了歸一化導(dǎo)通電阻與結(jié)溫的關(guān)系。隨著結(jié)溫的升高，導(dǎo)通電阻也會增加。
導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系
圖4表明，導(dǎo)通電阻隨柵源電壓的增加而減小。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過選擇合適的柵源電壓來降低導(dǎo)通電阻，提高效率。
傳輸特性
圖5展示了不同結(jié)溫下，漏極電流隨柵源電壓的變化情況。結(jié)溫對傳輸特性有一定的影響。
源漏二極管正向電壓與源電流的關(guān)系
圖6顯示了源漏二極管正向電壓與源電流的關(guān)系。在不同的結(jié)溫下，正向電壓隨源電流的變化趨勢不同。
柵極電荷特性
圖7展示了柵極電荷與柵源電壓的關(guān)系。柵極電荷的大小影響著MOSFET的開關(guān)速度。
電容與漏源電壓的關(guān)系
圖8顯示了輸入電容、輸出電容和反向傳輸電容隨漏源電壓的變化情況。電容的變化會影響MOSFET的動態(tài)特性。
非鉗位電感開關(guān)能力
圖9展示了不同結(jié)溫下，雪崩電流隨雪崩時間的變化情況。非鉗位電感開關(guān)能力是衡量MOSFET可靠性的重要指標(biāo)。
最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系
圖10顯示了最大連續(xù)漏極電流隨殼溫的變化情況。隨著殼溫的升高，最大連續(xù)漏極電流會減小。
正向偏置安全工作區(qū)
圖11展示了正向偏置安全工作區(qū)，它表示MOSFET在不同的漏源電壓和漏極電流下能夠安全工作的范圍。
單脈沖最大功率耗散
圖12顯示了單脈沖最大功率耗散隨脈沖寬度的變化情況。在設(shè)計(jì)電路時，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的脈沖寬度，以確保MOSFET的安全工作。
結(jié)到環(huán)境的瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線
圖13展示了結(jié)到環(huán)境的瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線，它反映了MOSFET在不同脈沖持續(xù)時間和占空比下的熱特性。
封裝與訂購信息
封裝類型
FDMC7696采用WDFN8 3.3x3.3，0.65P封裝，這種封裝具有較小的尺寸和良好的散熱性能。
訂購信息
| 器件 | 器件標(biāo)記 | 封裝類型 | 卷盤尺寸 | 膠帶寬度 | 包裝數(shù)量 |
|---|---|---|---|---|---|
| FDMC7696 | FDMC7696 | WDFN8 3.3x3.3，0.65P（無鉛） | 13” | 12mm | 3000 / 卷帶包裝 |
總結(jié)
FDMC7696 N溝道MOSFET具有低導(dǎo)通電阻、高性能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種電源管理和負(fù)載開關(guān)應(yīng)用。在設(shè)計(jì)電子電路時，電子工程師可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的參數(shù)和工作條件，充分發(fā)揮FDMC7696的性能優(yōu)勢。同時，需要注意其最大額定值和典型特性曲線，以確保器件的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似MOSFET的選型和使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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