FDD86102 N - Channel Shielded Gate PowerTrench? MOSFET深度解析

在電子工程設(shè)計(jì)中，MOSFET器件是構(gòu)建開(kāi)關(guān)電路、電源管理系統(tǒng)等的基礎(chǔ)元件。今天我們就來(lái)深入探討一下Fairchild（現(xiàn)屬ON Semiconductor）的FDD86102 N - Channel Shielded Gate PowerTrench? MOSFET。

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一、企業(yè)背景與產(chǎn)品編號(hào)變更說(shuō)明

Fairchild現(xiàn)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)需要變更。在Fairchild零件編號(hào)中使用的下劃線（_）將更改為破折號(hào)（ - ），大家可以在ON Semiconductor網(wǎng)站（www.onsemi.com）上驗(yàn)證更新后的設(shè)備編號(hào)。遇到系統(tǒng)集成相關(guān)問(wèn)題，可發(fā)送郵件至Fairchild_questions@onsemi.com咨詢(xún)。

二、FDD86102 MOSFET基本信息

1. 產(chǎn)品概述

FDD86102是一款N溝道屏蔽柵PowerTrench? MOSFET，采用了Fairchild Semiconductor先進(jìn)的PowerTrench?工藝，并結(jié)合了屏蔽柵技術(shù)。該工藝針對(duì)導(dǎo)通電阻（rDS(on)）、開(kāi)關(guān)性能和耐用性進(jìn)行了優(yōu)化。

2. 關(guān)鍵參數(shù)

• 電壓與電流：耐壓100V，連續(xù)漏極電流在Tc = 25°C時(shí)為36A，Ta = 25°C時(shí)為8A，脈沖電流可達(dá)75A。
• 導(dǎo)通電阻：在VGS = 10V，ID = 8A時(shí)，最大rDS(on)為24mΩ；在VGS = 6V，ID = 6A時(shí)，最大rDS(on)為38mΩ。
• 功率：在Tc = 25°C時(shí)，功率耗散為62W；Ta = 25°C時(shí)為3.1W。
• 工作溫度范圍：工作和存儲(chǔ)結(jié)溫范圍為 - 55°C至 + 150°C。

三、FDD86102的特性亮點(diǎn)

1. 先進(jìn)的屏蔽柵MOSFET技術(shù)

這種技術(shù)使得器件能夠在不同的偏置條件下實(shí)現(xiàn)極低的導(dǎo)通電阻。它最大程度地減少了柵 - 漏電容，從而提高了開(kāi)關(guān)速度和效率。

2. 高性能溝槽技術(shù)

能夠顯著降低導(dǎo)通電阻rDS(on)，提升了器件在高功率和大電流下的工作能力。在廣泛使用的表面貼裝封裝中，展現(xiàn)出了出色的功率和電流處理能力。

3. 低柵極電荷

相較于其他競(jìng)爭(zhēng)的溝槽技術(shù)，F(xiàn)DD86102具有非常低的Qg和Qgd，這意味著在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，對(duì)柵極電容充電和放電所需的電荷量較少，從而減少了開(kāi)關(guān)損耗，提高了開(kāi)關(guān)速度。

4. 全UIL測(cè)試

通過(guò)100%的非鉗位電感負(fù)載（UIL）測(cè)試，確保了器件在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性，能夠承受雪崩能量，降低了因電感負(fù)載引起的失效風(fēng)險(xiǎn)。

5. 環(huán)保合規(guī)

符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)于需要滿足環(huán)保要求的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的特性。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

FDD86102非常適合用于DC - DC轉(zhuǎn)換電路中。在DC - DC轉(zhuǎn)換器里，它的低導(dǎo)通電阻和快速開(kāi)關(guān)特性有助于提高轉(zhuǎn)換效率，減少功率損耗，降低發(fā)熱。那么大家在設(shè)計(jì)DC - DC轉(zhuǎn)換電路時(shí)，會(huì)優(yōu)先考慮哪些因素呢？

五、詳細(xì)參數(shù)分析

1. 最大額定值

2. 電氣特性

（1）截止特性

• 漏源擊穿電壓（BVDSS）：在ID = 250μA，VGS = 0V時(shí)為100V，其溫度系數(shù)為67mV/°C。
• 零柵壓漏極電流（IDSS）：當(dāng)VDS = 80V，VGS = 0V時(shí)為1μA。
• 柵源泄漏電流（IGSS）：在VGS = ±20V，VDS = 0V時(shí)為±100nA。

（2）導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓（VGS(th)）：范圍在2V至4V之間，溫度系數(shù)為 - 8.5mV/°C。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（rDS(on)）：會(huì)隨VGS和ID以及溫度的變化而變化。例如，在VGS = 10V，ID = 8A，TJ = 25°C時(shí)為19 - 24mΩ；在TJ = 125°C時(shí)為33 - 44mΩ。

（3）動(dòng)態(tài)特性

包括輸入電容（Ciss）、輸出電容（Coss）、反向傳輸電容（Crss）和柵極電阻（Rg）等參數(shù)，這些參數(shù)影響著器件的開(kāi)關(guān)速度和響應(yīng)特性。

（4）開(kāi)關(guān)特性

如導(dǎo)通延遲時(shí)間（td(on)）、上升時(shí)間（tr）、關(guān)斷延遲時(shí)間（td(off)）、下降時(shí)間（tf）和總柵極電荷（Qg）等。總柵極電荷Qg的大小決定了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要求和開(kāi)關(guān)損耗的大小。

（5）漏源二極管特性

包括源 - 漏二極管正向電壓（VSD）、反向恢復(fù)時(shí)間（trr）和反向恢復(fù)電荷（Qrr）等。這些參數(shù)在涉及到二極管續(xù)流的應(yīng)用中非常重要。

六、典型特性曲線

文檔中給出了多個(gè)典型特性曲線，這些曲線展示了器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)。

1. 導(dǎo)通區(qū)域特性

展示了不同柵源電壓下，漏極電流與漏源電壓的關(guān)系?？梢钥闯鰱旁措妷涸礁撸谙嗤┰措妷合?，漏極電流越大。

2. 歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系

體現(xiàn)了導(dǎo)通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化規(guī)律。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)這個(gè)曲線來(lái)選擇合適的柵極電壓和漏極電流，以獲得較低的導(dǎo)通電阻。

3. 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)通電阻會(huì)增大。這就提醒我們?cè)谠O(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮結(jié)溫對(duì)導(dǎo)通電阻的影響，以確保器件在正常工作溫度范圍內(nèi)保持良好的性能。

七、封裝與訂購(gòu)信息

FDD86102采用D - PAK(TO - 252)封裝，卷盤(pán)尺寸為13英寸，膠帶寬度為16mm，每卷數(shù)量為2500個(gè)。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要根據(jù)這個(gè)封裝尺寸來(lái)確定焊盤(pán)布局和間距。

工程師們?cè)谶x擇MOSFET器件時(shí)，需要綜合考慮各種因素，如電壓、電流、導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)速度、封裝等。FDD86102以其出色的性能和特性，在DC - DC轉(zhuǎn)換等應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似MOSFET器件的選型難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。