深入解析 onsemi FDMA3023PZ：一款適用于超便攜設(shè)備的高性能 MOSFET

在電子設(shè)備小型化、高性能化的今天，對(duì)于電子工程師而言，選擇合適的 MOSFET 至關(guān)重要。今天我們就來深入探討 onsemi 的 FDMA3023PZ 這款雙 P 溝道 MOSFET，看看它在超便攜應(yīng)用中能帶來怎樣的表現(xiàn)。

文件下載：FDMA3023PZ-D.pdf

產(chǎn)品概述

FDMA3023PZ 專為手機(jī)和其他超便攜應(yīng)用中的電池充電開關(guān)設(shè)計(jì)，采用單封裝解決方案。它集成了兩個(gè)獨(dú)立的 P 溝道 MOSFET，具備低導(dǎo)通電阻特性，可有效降低傳導(dǎo)損耗。并且在典型的共源配置下，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向電流流動(dòng)。其采用的 MicroFET 2X2 封裝，在較小的物理尺寸下提供了出色的熱性能，非常適合線性模式應(yīng)用。

關(guān)鍵特性

低導(dǎo)通電阻

FDMA3023PZ 在不同的柵源電壓（$V{GS}$）和漏極電流（$I{D}$）條件下，展現(xiàn)出了低導(dǎo)通電阻的特性：

• 在 $V{GS} = -4.5 V$，$I{D} = -2.9 A$ 時(shí)，最大 $R_{DS(on)} = 90 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -2.5 V$，$I{D} = -2.6 A$ 時(shí)，最大 $R_{DS(on)} = 130 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -1.8 V$，$I{D} = -1.7 A$ 時(shí)，最大 $R_{DS(on)} = 170 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -1.5 V$，$I{D} = -1.0 A$ 時(shí)，最大 $R_{DS(on)} = 240 mΩ$。

這種低導(dǎo)通電阻特性有助于減少功率損耗，提高系統(tǒng)效率，對(duì)于電池供電的超便攜設(shè)備來說尤為重要。你在設(shè)計(jì)超便攜設(shè)備時(shí)，是否會(huì)優(yōu)先考慮低導(dǎo)通電阻的 MOSFET 呢？

低外形封裝

該器件采用了 MicroFET? 2 × 2 mm 的新封裝，最大高度僅為 0.8 mm，非常適合對(duì)空間要求苛刻的應(yīng)用。這種低外形封裝不僅節(jié)省了電路板空間，還能降低設(shè)備的整體厚度。

ESD 保護(hù)

具備 HBM ESD 保護(hù)大于 2 kV，能有效防止靜電對(duì)器件造成損壞，提高了器件的可靠性和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，靜電問題常常會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成損害，你在設(shè)計(jì)中是如何應(yīng)對(duì)靜電問題的呢？

環(huán)保特性

FDMA3023PZ 是無鉛、無鹵化物的，并且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，不含有鹵化化合物和氧化銻，符合環(huán)保要求。

絕對(duì)最大額定值

超過這些額定值可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。你在設(shè)計(jì)電路時(shí)，是否會(huì)仔細(xì)考慮這些額定值呢？

熱特性

在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的工作條件和散熱要求來選擇合適的封裝方式和散熱措施。你在設(shè)計(jì)散熱方案時(shí)，會(huì)考慮哪些因素呢？

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（$BVDSS$）：在 $I{D} = -250 μA$，$V{GS} = 0 V$ 時(shí)，為 -30 V。
• 擊穿電壓溫度系數(shù)（$BVDSS TJ$）：在 $I_{D} = -250 μA$，參考溫度為 25°C 時(shí)，為 -24 mV/°C。
• 零柵壓漏極電流（$IDSS$）：在 $V{DS} = -24 V$，$V{GS} = 0 V$ 時(shí)，為 -1 A；在 $V{GS} = ±8 V$，$V{DS} = 0 V$ 時(shí)，為 ±100 nA。
• 柵源泄漏電流（$IGSS$）：具體數(shù)值在文檔中有相關(guān)說明。

導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓（$VGS(th)$）：在 $V{GS} = V{DS}$，$I_{D} = -250 μA$ 時(shí)，范圍為 -0.4 至 -1.0 V。
• 柵源閾值電壓溫度系數(shù)（$Delta V{GS}(th) / Delta T{J}$）：在 $I_{D} = -250 μA$，參考溫度為 25°C 時(shí)，為 3 mV/°C。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（$RDS(on)$）：在不同的 $V{GS}$ 和 $I{D}$ 條件下有不同的值，具體如前面所述。
• 正向跨導(dǎo)（$gFs$）：在 $V{DS} = -5 V$，$I{D} = -2.9 A$ 時(shí)，為 10 S。

動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容（$Ciss$）：在 $V{DS} = -15 V$，$V{GS} = 0 V$，$f = 1 MHz$ 時(shí)，范圍為 400 至 530 pF。
• 輸出電容（$Coss$）：范圍為 55 至 70 pF。
• 反向傳輸電容（$Crss$）：范圍為 45 至 65 pF。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間（$td(on)$）：在 $V{DD} = -15 V$，$I{D} = -1.0 A$，$V{GS} = -4.5 V$，$R{GEN} = 6 Ω$ 時(shí)，范圍為 5 至 10 ns。
• 上升時(shí)間（$tr$）：范圍為 4 至 10 ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間（$td(off)$）：范圍為 62 至 100 ns。
• 下降時(shí)間（$tf$）：范圍為 18 至 33 ns。
• 總柵極電荷（$QgTOT$）：在 $V{DD} = -15 V$，$I{D} = -2.9 A$，$V_{GS} = -4.5 V$ 時(shí)，范圍為 7.9 至 11 nC。

漏源二極管特性和最大額定值

• 最大連續(xù)漏源二極管正向電流（$Is$）：為 -1.1 A。
• 源漏二極管正向電壓（$VSD$）：在 $V{GS} = 0 V$，$I{S} = -1.1 A$ 時(shí)，范圍為 -0.8 至 -1.2 V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間（$trr$）：在 $I_{F} = -2.9 A$，$di / dt = 100 A / μs$ 時(shí)，范圍為 18 至 33 ns。
• 反向恢復(fù)電荷（$Qm$）：范圍為 6.6 至 13 nC。

這些電氣特性為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù)。你在設(shè)計(jì)電路時(shí)，會(huì)如何利用這些電氣特性來優(yōu)化電路性能呢？

典型特性

文檔中還給出了 FDMA3023PZ 的典型特性曲線，包括導(dǎo)通電阻與漏極電流、柵源電壓、結(jié)溫的關(guān)系，電容與漏源電壓的關(guān)系，開關(guān)特性曲線等。這些典型特性曲線可以幫助工程師更好地了解器件的性能，在不同的工作條件下進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。你在實(shí)際設(shè)計(jì)中，是否會(huì)參考這些典型特性曲線呢？

機(jī)械封裝

FDMA3023PZ 采用 WDFN6 2x2, 0.65P 封裝，文檔中給出了詳細(xì)的封裝尺寸和推薦的焊盤圖案。在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)這些尺寸和圖案進(jìn)行合理的布局，以確保器件的正常安裝和電氣連接。你在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于封裝尺寸和焊盤圖案的考慮有哪些經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

綜上所述，onsemi 的 FDMA3023PZ 是一款性能出色的雙 P 溝道 MOSFET，適用于超便攜設(shè)備的電池充電開關(guān)等應(yīng)用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，綜合考慮其特性和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的電路性能。你在使用這款 MOSFET 時(shí)，有遇到過哪些問題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。