探索 onsemi FDMS86150A N 溝道 MOSFET：性能與應(yīng)用解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET 作為關(guān)鍵的功率開(kāi)關(guān)器件，其性能直接影響到整個(gè)電路系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。今天，我們就來(lái)深入探討 onsemi 公司推出的 FDMS86150A N 溝道 MOSFET，看看它有哪些出色的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、器件概述

FDMS86150A 是一款采用 onsemi 先進(jìn) POWERTRENCH 工藝并結(jié)合屏蔽柵技術(shù)的 N 溝道 MOSFET。該工藝在優(yōu)化導(dǎo)通電阻的同時(shí)，還能保持卓越的開(kāi)關(guān)性能，為各類電子設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了有力支持。

二、關(guān)鍵特性

2.1 低導(dǎo)通電阻

• 在 (V{GS}=10V)，(I{D}=16A) 時(shí)，最大 (r{DS(on)} = 4.85mOmega)；在 (V{GS}=6V)，(I{D}=13A) 時(shí)，最大 (r{DS(on)} = 7.8mOmega)。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下器件的功耗更低，能夠有效提高電路的效率，減少能量損耗。這對(duì)于一些對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用，如電池供電設(shè)備或高功率轉(zhuǎn)換電路來(lái)說(shuō)，是非常關(guān)鍵的特性。

  2.2 先進(jìn)的封裝與硅片組合

  采用先進(jìn)的封裝技術(shù)和硅片設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了低 (r_{DS(on)}) 和高效率。其 MSL1 穩(wěn)健的封裝設(shè)計(jì)，保證了器件在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，該器件經(jīng)過(guò) 100% UIL 測(cè)試，進(jìn)一步確保了其質(zhì)量和性能。

  2.3 環(huán)保合規(guī)

  FDMS86150A 是無(wú)鉛產(chǎn)品，并且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。這使得它在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，能夠更好地滿足市場(chǎng)需求，為綠色電子設(shè)計(jì)做出貢獻(xiàn)。

三、額定參數(shù)

3.1 電壓與電流額定值

• 漏源電壓（(V_{DS})）：最大為 100V，這表明該器件能夠承受較高的電壓，適用于一些高壓應(yīng)用場(chǎng)景。
• 柵源電壓（(V_{GS})）：額定值為 ±20V，確保了柵極驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性。
• 漏極電流（(I_{D})）：連續(xù)漏極電流在 (T{C}=25^{circ}C) 時(shí)為 80A，在 (T{A}=25^{circ}C) 時(shí)為 16A，脈沖漏極電流可達(dá) 300A。這種寬范圍的電流承載能力，使得該器件可以應(yīng)對(duì)不同負(fù)載的需求。

  3.2 功率與溫度額定值

• 功率損耗（(P_{D})）：在 (T{C}=25^{circ}C) 時(shí)為 113W，在 (T{A}=25^{circ}C) 時(shí)為 2.7W。
• 工作和存儲(chǔ)結(jié)溫范圍（(T{J})，(T{STG})）：為 -55 到 +150°C，這表明該器件具有較好的溫度適應(yīng)性，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。

四、熱特性

4.1 熱阻參數(shù)

• 結(jié)到殼熱阻（(R_{theta JC})）：為 1.1°C/W，這一數(shù)值相對(duì)較低，說(shuō)明器件從結(jié)到外殼的散熱性能較好。
• 結(jié)到環(huán)境熱阻（(R_{theta JA})）：在特定條件下（器件安裝在 1in2、2oz 銅焊盤(pán)的 FR - 4 材料板上）為 45°C/W。需要注意的是，(R_{theta JA}) 受用戶電路板設(shè)計(jì)的影響較大，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要合理設(shè)計(jì)電路板，以確保良好的散熱效果。

五、電氣特性

5.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（(B_{V DSS})）：在 (I{D}=250A)，(V{GS}=0V) 時(shí)為 100V，并且具有 72mV/°C 的溫度系數(shù)。
• 零柵壓漏極電流（(I_{DSS})）：為 1A，柵源泄漏電流（(I{GSS})）在 (V{GS}=±20V)，(V_{DS}=0V) 時(shí)為 ±100nA。

  5.2 導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓（(V_{GS(th)})）：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250μA) 時(shí)，范圍為 2.0 - 4.0V，并且具有 -10mV/°C 的溫度系數(shù)。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（(r_{DS(on)})）：在不同的 (V{GS}) 和 (I{D}) 條件下有不同的值，如前面提到的在 (V{GS}=10V)，(I{D}=16A) 時(shí)為 4.2 - 4.85mΩ。
• 正向跨導(dǎo)（(g_{FS})）：在 (V{DD}=10V)，(I{D}=16A) 時(shí)為 53S。

  5.3 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容（(C_{iss})）：在 (V{DS}=50V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz) 時(shí)為 3330 - 4665pF。
• 輸出電容（(C_{oss})）：為 703 - 985pF，反向傳輸電容（(C_{rss})）為 20 - 45pF。
• 柵極電阻（(R_{g})）：范圍為 0.1 - 3.6Ω。

  5.4 開(kāi)關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間（(t_{d(on)})）：在 (V{DD}=50V)，(I{D}=16A)，(V_{GS}=10V) 時(shí)為 21 - 34ns。
• 上升時(shí)間（(t_{r})）：當(dāng) (R_{GEN}=6Ω) 時(shí)為 8.6 - 17ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間（(t_{d(off)})）：為 28 - 45ns，下降時(shí)間（(t_{f})）為 6 - 12ns。
• 總柵極電荷（(Q_{g})）：在不同的 (V{GS}) 變化范圍內(nèi)有不同的值，如在 (V{GS}=0V) 到 (10V)，(V{DD}=50V)，(I{D}=16A) 時(shí)為 47 - 66nC。

  5.5 漏源二極管特性

• 源漏二極管正向電壓（(V_{SD})）：在 (V{GS}=0V)，(I{S}=2.1A) 時(shí)為 0.69 - 1.2V，在 (V{GS}=0V)，(I{S}=16A) 時(shí)為 0.78 - 1.3V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間（(t_{rr})）：在 (I{F}=16A)，(di/dt = 100A/μs) 時(shí)為 64 - 102ns，反向恢復(fù)電荷（(Q{rr})）為 86 - 138nC。

六、應(yīng)用場(chǎng)景

6.1 初級(jí) DC - DC MOSFET

在 DC - DC 轉(zhuǎn)換器中，F(xiàn)DMS86150A 可以作為初級(jí)開(kāi)關(guān)管，其低導(dǎo)通電阻和快速的開(kāi)關(guān)性能能夠有效提高轉(zhuǎn)換效率，減少能量損耗。

6.2 次級(jí)同步整流器

在電源模塊的次級(jí)整流環(huán)節(jié)，使用該 MOSFET 作為同步整流器，可以降低整流損耗，提高電源的整體效率。

6.3 負(fù)載開(kāi)關(guān)

由于其能夠快速響應(yīng)并控制負(fù)載的通斷，F(xiàn)DMS86150A 適用于各種負(fù)載開(kāi)關(guān)應(yīng)用，如電池管理系統(tǒng)中的負(fù)載切換等。

七、總結(jié)

onsemi 的 FDMS86150A N 溝道 MOSFET 憑借其低導(dǎo)通電阻、先進(jìn)的封裝技術(shù)、出色的熱特性和電氣性能，在多種電子應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。作為電子工程師，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮器件的各項(xiàng)參數(shù)和特性，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)電路的高效穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，要注意電路板的設(shè)計(jì)和散熱處理，確保器件能夠在良好的工作條件下發(fā)揮最佳性能。大家在使用這款器件的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么有趣的問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。