FDD390N15ALZ N溝道PowerTrench? MOSFET：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)考量

一、前言

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，MOSFET是不可或缺的關(guān)鍵元件。今天我們要深入探討的是FDD390N15ALZ這款N溝道PowerTrench? MOSFET，它有著諸多出色的特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，接下來讓我們?cè)敿?xì)了解一下。

文件下載：FDD390N15ALZCN-D.pdf

二、品牌與系統(tǒng)整合說明

飛兆半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）已被安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）整合。由于安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品管理系統(tǒng)無法處理帶有下劃線（_）的零件命名，飛兆部分可訂購(gòu)零件編號(hào)中的下劃線將改為破折號(hào)（-）。大家可通過安森美半導(dǎo)體官網(wǎng)（www.onsemi.com）核實(shí)更新后的器件編號(hào)。若有系統(tǒng)整合相關(guān)問題，可發(fā)郵件至Fairchild_questions@onsemi.com。

三、FDD390N15ALZ MOSFET特性

3.1 基本參數(shù)

FDD390N15ALZ是一款150V、26A、42mΩ的N溝道MOSFET。在特定條件下，其導(dǎo)通電阻表現(xiàn)出色：

• 當(dāng) (V{GS}=10V)，(I{D}=26A) 時(shí)，(R_{DS(on)} = 33.4mΩ)（典型值）。
• 當(dāng) (V{GS}=4.5V)，(I{D}=20A) 時(shí)，(R_{DS(on)} = 42.2mΩ)（典型值）。

3.2 其他特性

• 快速開關(guān)速度與低柵極電荷：柵極電荷 (Q_{G}=17.6nC)（典型值），這意味著它能夠快速響應(yīng)開關(guān)信號(hào)，減少開關(guān)損耗。
• 高性能溝道技術(shù)：可實(shí)現(xiàn)極低的 (R_{DS(on)})，有助于降低導(dǎo)通損耗，提高效率。
• 高功率和高電流處理能力：能夠承受較大的功率和電流，適用于對(duì)功率要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
• 符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)：滿足環(huán)保要求，符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 消費(fèi)型設(shè)備

在各類消費(fèi)電子產(chǎn)品中，如智能手機(jī)、平板電腦等的電源管理模塊，F(xiàn)DD390N15ALZ可以高效地進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換和功率控制，為設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。

4.2 LED電視

在LED電視的電源電路中，它可用于開關(guān)電源和背光驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換和亮度調(diào)節(jié)。

4.3 同步整流

同步整流技術(shù)可以提高電源效率，F(xiàn)DD390N15ALZ憑借其低導(dǎo)通電阻和快速開關(guān)特性，非常適合用于同步整流電路。

4.4 不間斷電源（UPS）

在UPS系統(tǒng)中，它能夠在市電中斷時(shí)快速切換，保證設(shè)備的持續(xù)供電，并且在正常工作時(shí)高效地進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。

4.5 微型太陽能逆變器

將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電時(shí)，F(xiàn)DD390N15ALZ可以實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換，提高太陽能的利用效率。

五、最大額定值與熱性能

5.1 最大額定值

5.2 熱性能

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們需要根據(jù)這些參數(shù)合理選擇散熱措施，確保MOSFET在安全的溫度范圍內(nèi)工作。

六、電氣特性

6.1 關(guān)斷特性

• 漏極 - 源極擊穿電壓 (B_{V DSS})：當(dāng) (I{D}=250μA)，(V{GS}=0V) 時(shí)，為150V。
• 擊穿電壓溫度系數(shù) (Delta B{V DSS} / Delta T{J})：當(dāng) (I_{D}=250μA)，參考 (25^{circ}C) 時(shí)，為 (0.15V/^{circ}C)。
• 零柵極電壓漏極電流 (I_{DSS})：在不同條件下有不同的值，如 (V{DS}=120V)，(V{GS}=0V) 時(shí)和 (V{DS}=120V)，(T{C}=125^{circ}C) 時(shí)。
• 柵極 - 體漏電流 (I_{GSS})：當(dāng) (V{GS}=±20V)，(V{DS}=0V) 時(shí)，為 (±10μA)。

6.2 導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓 (V_{GS(th)})：當(dāng) (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250A) 時(shí)，范圍在1.4 - 2.8V。
• 漏極至源極靜態(tài)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 (V{GS}=10V)，(I{D}=26A) 時(shí)，典型值為33.4mΩ；(V{GS}=4.5V)，(I{D}=20A) 時(shí)，典型值為42.2mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g_{fs})：當(dāng) (V{DS}=10V)，(I{D}=26A) 時(shí)，為50S。

6.3 動(dòng)態(tài)特性

包括輸入電容 (C{iss})、輸出電容 (C{oss})、反向傳輸電容 (C{rss})、能源相關(guān)輸出電容 (C{oss(er)}) 以及不同條件下的柵極電荷總量 (Q_{g(tot)}) 等參數(shù)。

6.4 開關(guān)特性

導(dǎo)通延遲時(shí)間 (t{d(on)})、開通上升時(shí)間 (t{r})、關(guān)斷延遲時(shí)間 (t{d(off)}) 和關(guān)斷下降時(shí)間 (t{f}) 等參數(shù)，這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估MOSFET的開關(guān)性能至關(guān)重要。

6.5 漏極 - 源極二極管特性

包括漏極 - 源極二極管最大正向連續(xù)電流 (I{S})、最大正向脈沖電流 (I{SM})、正向電壓 (V{SD})、反向恢復(fù)時(shí)間 (t{rr}) 和反向恢復(fù)電荷 (Q_{rr}) 等。

七、典型性能特征

文檔中給出了一系列典型性能特征圖，如導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻變化與漏極電流和柵極電壓關(guān)系、體二極管正向電壓變化與源電流和溫度關(guān)系、電容特性、柵極電荷、擊穿電壓變化與溫度、最大安全工作區(qū)、最大漏極電流與殼體溫度、(E_{oss}) 與漏極至源極電壓、非箝位感性開關(guān)能力、瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些圖表可以幫助工程師更直觀地了解MOSFET在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而更好地進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

八、封裝與訂購(gòu)信息

FDD390N15ALZ采用D - PAK封裝，頂標(biāo)為FDD390N15ALZ，包裝方法為卷帶，卷尺寸為330mm，帶寬為16mm，每卷數(shù)量為2500單元。

九、注意事項(xiàng)

9.1 重復(fù)額定值

脈沖寬度受限于最大結(jié)溫，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮脈沖信號(hào)的寬度和頻率，避免MOSFET因過熱而損壞。

9.2 單脈沖雪崩能量測(cè)試條件

測(cè)試單脈沖雪崩能量時(shí)，(L = 3mH)，(I{AS}=6.75A)，啟動(dòng) (T{J}=25^{circ}C)。

9.3 (dv/dt) 測(cè)試條件

測(cè)試二極管恢復(fù) (dv/dt) 峰值時(shí)，(I{SD}≤26A)，(di/dt≤200A/μs)，(V{DD}≤B{V DSS})，啟動(dòng) (T{J}=25^{circ}C)。

9.4 典型特性

部分典型特性本質(zhì)上獨(dú)立于工作溫度，但在實(shí)際應(yīng)用中，還是需要根據(jù)具體情況進(jìn)行驗(yàn)證。

十、總結(jié)

FDD390N15ALZ N溝道PowerTrench? MOSFET憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著重要的地位。電子工程師在使用這款MOSFET時(shí)，需要充分了解其各項(xiàng)參數(shù)和性能特征，結(jié)合具體的應(yīng)用需求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。同時(shí)，要注意系統(tǒng)整合帶來的零件編號(hào)變化以及相關(guān)的注意事項(xiàng)，確保設(shè)計(jì)的電路穩(wěn)定可靠。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中是否遇到過類似MOSFET的應(yīng)用難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。