深入解析FDD86369 N-Channel PowerTrench? MOSFET

一、引言

在電子工程領(lǐng)域，MOSFET作為重要的功率器件，廣泛應(yīng)用于各種電路設(shè)計(jì)中。今天我們要深入探討的是ON Semiconductor推出的FDD86369 N-Channel PowerTrench? MOSFET，它具有出色的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

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二、產(chǎn)品背景

Fairchild已成為ON Semiconductor的一部分，在產(chǎn)品整合過(guò)程中，部分Fairchild可訂購(gòu)的零件編號(hào)需要更改以滿足ON Semiconductor的系統(tǒng)要求，例如將Fairchild零件編號(hào)中的下劃線（_）改為破折號(hào)（-）。大家可通過(guò)ON Semiconductor網(wǎng)站（www.onsemi.com）核實(shí)更新后的器件編號(hào)。

三、FDD86369 MOSFET的關(guān)鍵特性

3.1 基本參數(shù)

• 電壓與電流：該MOSFET的漏源電壓（(V{DSS})）為80V，連續(xù)漏極電流（(I{D})）在(V{GS}=10V)、(T{C}=25^{circ}C)時(shí)可達(dá)90A。
• 導(dǎo)通電阻：在(V{GS}=10V)、(I{D}=80A)的典型條件下，(R_{DS(on)}=5.9mΩ)，低導(dǎo)通電阻有助于降低功率損耗。
• 總柵極電荷：在(V{GS}=10V)、(I{D}=80A)時(shí)，(Q_{g(tot)}=34nC)，較小的柵極電荷有利于提高開(kāi)關(guān)速度。

3.2 其他特性

• UIS能力：具備單脈沖雪崩能量（(E_{AS})）為29mJ的能力，體現(xiàn)了其在雪崩狀態(tài)下的可靠性。
• RoHS合規(guī)：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 動(dòng)力系統(tǒng)管理

在動(dòng)力系統(tǒng)中，F(xiàn)DD86369可用于精確控制功率傳輸，確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

4.2 螺線管和電機(jī)驅(qū)動(dòng)

其高電流承載能力和快速開(kāi)關(guān)特性，使其非常適合驅(qū)動(dòng)螺線管和電機(jī)，實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制。

4.3 集成啟動(dòng)/交流發(fā)電機(jī)

在集成啟動(dòng)/交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，該MOSFET可作為關(guān)鍵的開(kāi)關(guān)元件，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。

4.4 12V系統(tǒng)主開(kāi)關(guān)

作為12V系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)，能夠穩(wěn)定地控制電源的通斷，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

五、電氣特性分析

5.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（(B_{VDS})）：當(dāng)(I{D}=250μA)、(V{GS}=0V)時(shí)，(B_{VDS})為80V。
• 漏源泄漏電流（(I_{DSS})）：在(V{DS}=80V)、(T{J}=25^{circ}C)且(V{GS}=0V)時(shí)，泄漏電流較小；當(dāng)(T{J}=175^{circ}C)時(shí)，泄漏電流為1mA。
• 柵源泄漏電流（(I_{GSS})）：在(V{GS}=±20V)時(shí)，(I{GSS})為±100nA。

5.2 導(dǎo)通特性

• 柵源閾值電壓（(V_{GS(th)})）：當(dāng)(V{GS}=V{DS})、(I{D}=250μA)時(shí)，(V{GS(th)})在2.0 - 4.0V之間。
• 漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）：在(I{D}=80A)、(T{J}=25^{circ}C)且(V{GS}=10V)時(shí)，(R{DS(on)}=5.9mΩ)；當(dāng)(T{J}=175^{circ}C)時(shí)，(R{DS(on)})在13.0 - 17.4mΩ之間。

5.3 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容（(C_{iss})）：在(V{DS}=40V)、(V{GS}=0V)、(f = 1MHz)時(shí)，(C_{iss}=2530pF)。
• 輸出電容（(C_{oss})）：為430pF。
• 反向傳輸電容（(C_{rss})）：為16pF。
• 柵極電阻（(R_{g})）：在(V{GS}=0.5V)、(f = 1MHz)時(shí)，(R{g}=2.2Ω)。
• 總柵極電荷（(Q_{g(ToT)})）：在(V{GS}=0)到10V、(V{DD}=64V)、(I{D}=80A)時(shí)，(Q{g(ToT)}=36nC)。

5.4 開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)啟時(shí)間（(t_{on})）：為70ns。
• 開(kāi)啟延遲時(shí)間（(t_{d(on)})）：在(V{DD}=40V)、(I{D}=80A)、(V{GS}=10V)、(R{GEN}=6Ω)時(shí)，(t_{d(on)}=13ns)。
• 上升時(shí)間（(t_{r})）：為34ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間（(t_{d(off)})）：為22ns。
• 下降時(shí)間（(t_{f})）：為9ns。
• 關(guān)斷時(shí)間（(t_{off})）：為46ns。

5.5 漏源二極管特性

• 源漏二極管電壓（(V_{SD})）：當(dāng)(I{SD}=80A)、(V{GS}=0V)時(shí)，(V{SD}=1.25V)；當(dāng)(I{SD}=40A)、(V{GS}=0V)時(shí)，(V{SD}=1.2V)。
• 反向恢復(fù)時(shí)間（(t_{rr})）：在(I{F}=80A)、(dI{SD}/dt = 100A/μs)時(shí)，(t_{rr})在49 - 64ns之間。
• 反向恢復(fù)電荷（(Q_{rr})）：在40 - 53nC之間。

六、典型特性曲線分析

6.1 功率耗散與溫度關(guān)系

從歸一化功率耗散與殼溫的關(guān)系曲線（Figure 1）可以看出，隨著殼溫的升高，功率耗散能力逐漸下降。工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮散熱問(wèn)題，以確保MOSFET在合適的溫度范圍內(nèi)工作。

6.2 最大連續(xù)漏極電流與溫度關(guān)系

最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系曲線（Figure 2）顯示，隨著溫度的升高，最大連續(xù)漏極電流會(huì)受到限制。這對(duì)于設(shè)計(jì)高功率電路時(shí)的電流選擇非常重要。

6.3 峰值電流能力

峰值電流能力曲線（Figure 4）展示了不同脈沖持續(xù)時(shí)間下的峰值電流。工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的脈沖情況，合理選擇MOSFET的工作電流。

6.4 正向偏置安全工作區(qū)

正向偏置安全工作區(qū)曲線（Figure 5）界定了MOSFET在不同電壓和電流條件下的安全工作范圍。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保MOSFET的工作點(diǎn)在該區(qū)域內(nèi)，以避免器件損壞。

6.5 其他特性曲線

還有轉(zhuǎn)移特性、正向二極管特性、飽和特性等曲線，這些曲線為工程師提供了更全面的器件性能信息，有助于優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

七、封裝與訂購(gòu)信息

7.1 封裝形式

FDD86369采用TO - 252 D - PAK封裝，這種封裝具有較好的散熱性能和機(jī)械穩(wěn)定性。

7.2 訂購(gòu)信息

器件標(biāo)記為FDD86369，采用13”卷軸，膠帶寬度為16mm，每卷數(shù)量為2500個(gè)。

八、注意事項(xiàng)

8.1 零件編號(hào)更改

由于Fairchild與ON Semiconductor的整合，部分零件編號(hào)發(fā)生了變化，大家要及時(shí)通過(guò)ON Semiconductor網(wǎng)站核實(shí)更新后的編號(hào)。

8.2 應(yīng)用限制

ON Semiconductor產(chǎn)品不適合用于生命支持系統(tǒng)、FDA Class 3醫(yī)療設(shè)備或類似分類的醫(yī)療設(shè)備以及人體植入設(shè)備。如果購(gòu)買或使用這些產(chǎn)品用于非授權(quán)應(yīng)用，買方需要承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。

8.3 參數(shù)驗(yàn)證

“典型”參數(shù)在不同應(yīng)用中可能會(huì)有所變化，實(shí)際性能也會(huì)隨時(shí)間變化。因此，所有工作參數(shù)，包括“典型值”，都需要由客戶的技術(shù)專家針對(duì)每個(gè)客戶應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。

九、總結(jié)

FDD86369 N - Channel PowerTrench? MOSFET憑借其出色的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為電子工程師在功率電路設(shè)計(jì)中的理想選擇。通過(guò)深入了解其電氣特性、典型特性曲線以及注意事項(xiàng)，工程師可以更好地發(fā)揮該器件的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出高效、可靠的電路。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過(guò)類似MOSFET的應(yīng)用難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。