深入剖析FDB86102LZ N-Channel PowerTrench? MOSFET

在電子工程領域，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導體場效應晶體管）是一種至關重要的器件，廣泛應用于各種電路設計中。今天，我們就來深入了解一下FDB86102LZ N-Channel PowerTrench? MOSFET，看看它有哪些獨特的特性和應用場景。

文件下載：FDB86102LZ-D.pdf

一、背景介紹

Fairchild Semiconductor的FDB86102LZ如今已成為ON Semiconductor的一部分。由于系統(tǒng)集成的原因，部分Fairchild可訂購的零件編號需要更改，原編號中的下劃線（_）將改為破折號（-），大家可以到ON Semiconductor的官網www.onsemi.com查詢更新后的器件編號。

二、器件特性

2.1 基本特性

FDB86102LZ是一款100V、30A、24mΩ的N溝道PowerTrench? MOSFET。它采用了Fairchild Semiconductor先進的PowerTrench?工藝，專門用于最小化導通電阻和開關損耗。同時，增加了G - S齊納二極管以提高ESD電壓水平。

2.2 具體參數特性

• 導通電阻：在不同的柵源電壓和漏極電流條件下，導通電阻有所不同。當$V{GS}=10V$，$I{D}=8.3A$時，最大$r{DS(on)} = 24mΩ$；當$V{GS}=4.5V$，$I{D}=6.8A$時，最大$r{DS(on)} = 35mΩ$。
• ESD保護：HBM ESD保護水平典型值 > 6 kV。
• 開關特性：與競爭的溝槽技術相比，具有非常低的Qg和Qgd，開關速度快，并且經過100% UIL測試。
• 環(huán)保特性：符合RoHS標準。

三、應用場景

該MOSFET適用于多種應用場景，主要包括：

• DC - DC轉換：在直流到直流的電源轉換電路中，能夠高效地實現(xiàn)電壓轉換。
• 逆變器：可用于將直流電轉換為交流電的逆變器電路。
• 同步整流：在電源電路中提高整流效率。

四、最大額定值與熱特性

4.1 最大額定值

4.2 熱特性

五、電氣特性

5.1 關斷特性

• 漏源擊穿電壓：$BV{DSS}$，當$I{D}=250μA$，$V_{GS}=0V$時，最小值為100V。
• 擊穿電壓溫度系數：$Delta BV{DSS}/Delta T{J}$，當$I_{D}=250μA$，參考溫度為25°C時，典型值為69mV/°C。
• 零柵壓漏極電流：$I{DSS}$，當$V{DS}=80V$，$V_{GS}=0V$時，最大值為1μA。
• 柵源泄漏電流：$I{GSS}$，當$V{GS}=±20V$，$V_{DS}=0V$時，最大值為±10μA。

5.2 導通特性

• 柵源閾值電壓：$V{GS(th)}$，當$V{GS}=V{DS}$，$I{D}=250μA$時，最小值為1.0V，典型值為1.5V，最大值為3.0V。
• 柵源閾值電壓溫度系數：$Delta V{GS(th)}/Delta T{J}$，當$I_{D}=250μA$，參考溫度為25°C時，典型值為 - 6mV/°C。
• 靜態(tài)漏源導通電阻：$r{DS(on)}$，在不同條件下有不同的值，例如$V{GS}=10V$，$I_{D}=8.3A$時，典型值為18mΩ，最大值為24mΩ。
• 正向跨導：$g{FS}$，當$V{DS}=5V$，$I_{D}=8.3A$時，典型值為29S。

5.3 動態(tài)特性

• 輸入電容：$C{iss}$，當$V{DS}=50V$，$V_{GS}=0V$，$f = 1MHz$時，最小值為959pF，典型值為1275pF。
• 輸出電容：$C_{oss}$，典型值在181 - 240pF之間。
• 反向傳輸電容：$C_{rss}$，典型值在9 - 13pF之間。
• 柵極電阻：$R_{g}$，典型值為0.4Ω。

5.4 開關特性

• 導通延遲時間：$t{d(on)}$，在$V{DD}=50V$，$I{D}=8.3A$，$V{GS}=10V$，$R_{GEN}=6Ω$條件下，典型值為6.6ns，最大值為13ns。
• 上升時間：$t_{r}$，典型值為2.1ns，最大值為10ns。
• 關斷延遲時間：$t_{d(off)}$，典型值為18.2ns，最大值為33ns。
• 下降時間：$t_{f}$，典型值為2.3ns，最大值為10ns。
• 總柵極電荷：$Q_{g(TOT)}$，在不同的柵源電壓變化范圍下有不同的值。

5.5 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有不同的值。
• 反向恢復時間：$t{rr}$，當$I{F}=8.3A$，$di/dt = 100A/μs$時，典型值為42ns，最大值為67ns。
• 反向恢復電荷：$Q_{rr}$，典型值為40nC，最大值為64nC。

六、典型特性曲線

文檔中給出了多個典型特性曲線，包括導通區(qū)域特性、歸一化導通電阻與結溫的關系、轉移特性、源漏二極管正向電壓與源極電流的關系等。這些曲線能夠幫助工程師更直觀地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)。

七、其他注意事項

7.1 產品狀態(tài)定義

不同的數據表標識對應不同的產品狀態(tài)，如“Advance Information”表示產品處于設計階段，規(guī)格可能隨時更改；“Preliminary”表示首次生產，后續(xù)可能會補充數據；“No Identification Needed”表示全面生產，但公司仍有權更改設計；“Obsolete”表示產品已停產，數據表僅供參考。

7.2 防偽政策

Fairchild Semiconductor采取了強有力的措施來防止假冒零件的擴散，建議客戶直接從Fairchild或其授權經銷商處購買產品，以確保產品的質量和可追溯性。

7.3 生命支持政策

ON Semiconductor的產品未經授權不得用于生命支持系統(tǒng)、FDA Class 3醫(yī)療設備或類似的人體植入設備。如果客戶將產品用于未經授權的應用，需承擔相應的責任。

在實際的電路設計中，工程師需要根據具體的應用需求，仔細評估FDB86102LZ MOSFET的各項參數，確保其能夠滿足設計要求。大家在使用過程中有沒有遇到過一些特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。