深入解析 onsemi FDH3632、FDP3632、FDB3632 MOSFET

在电子设计领域，MOSFET 是一种关键的功率器件，广泛应用于各种电路中。今天我们来深入了解 onsemi 推出的 FDH3632、FDP3632、FDB3632 这三款 N 沟道功率 MOSFET，看看它们有哪些独特的特性和应用场景。

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一、产品概述

这三款 MOSFET 属于 onsemi 的 POWERTRENCH 系列，具有 100V 的耐压和 80A 的连续电流能力，导通电阻低至 9mΩ。它们适用于多种应用，如同步整流、电池保护电路、电机驱动、不间断电源以及微型太阳能逆变器等。

二、产品特性

（一）电气特性

1. 低栅极电荷：总栅极电荷 (Q{g} (tot)) 在 (V{GS}=10V) 时典型值为 84nC，这有助于降低开关损耗，提高开关速度。
2. 低米勒电荷和低 (Q_{rr}) 体二极管：低米勒电荷可以减少开关过程中的电压尖峰和振荡，低 (Q_{rr}) 体二极管则能降低反向恢复损耗，提高效率。
3. UIS 能力：具备单脉冲和重复脉冲的雪崩能量承受能力，增强了器件的可靠性和稳定性。

（二）热特性

1. 热阻参数：不同封装的热阻有所不同，例如 (D^{2}-PAK) 封装在最大 1 平方英寸铜焊盘面积下的结到环境热阻 (R{theta JA}) 为 43°C/W，TO - 247 封装的 (R{theta JA}) 为 30°C/W。
2. 散热影响因素：实际应用中，器件的散热性能受多种因素影响，如安装焊盘面积、电路板层数和厚度、外部散热器、热过孔、气流和电路板方向等。

（三）封装与订购信息

• FDB3632：采用 D2 - PAK 封装，以 800 个/卷的形式通过带盘包装供货。
• FDP3632：采用 TO - 220 封装，50 个/管包装。
• FDH3632：采用 TO - 247 封装，30 个/管包装。

三、电气参数详解

（一）最大额定值

参数	符号	条件	数值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	-	100	V
栅源电压	(V_{GS})	-	+ 20	V
连续漏极电流	(I{D})（(T{C}< 111°C)，(V_{GS} = 10V)）	-	80	A
连续漏极电流	(I{D})（(T{amb} = 25°C)，(V{GS} = 10V)，(R{theta JA} = 43°C/W)）	-	12	A
脉冲漏极电流	(I_{D})（脉冲）	-	见图 4	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})（注 1）	-	337	mJ
功率耗散	(P{D})（(T{C}= 25°C)）	-	310	W
25°C 以上降额系数	-	-	2.07	W/°C
工作和存储温度范围	(T{J})，(T{STG})	-	- 55 至 + 175	°C

（二）电气特性

1. 关断特性：如 (B{V{DSS}})（漏源击穿电压）在 (I{D}=250mu A)，(V{GS}=0V) 时的数值，以及零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{DS}=80V)，(V_{GS}=0V) 时的数值。
2. 导通特性：包括栅源阈值电压 (V_{GS(TH)}) 在不同条件下的数值，以及不同电流和电压下的导通电阻。
3. 动态特性：如输出电容 (C{oss})、反向传输电容 (C{rss})、栅极电荷 (Q{g}) 及其各组成部分（(Q{gs})、(Q_{gd}) 等）。
4. 电阻性开关特性：如开通延迟时间 (t{d(on)})、上升时间 (t{r})、关断延迟时间 (t{d(off)}) 和下降时间 (t{f}) 等。
5. 漏源二极管特性：如正向压降 (V{SD}) 和反向恢复时间 (t{rr}) 等。

四、典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，如归一化功率耗散与环境温度的关系、最大连续漏极电流与壳温的关系、归一化最大瞬态热阻抗、峰值电流能力、正向偏置安全工作区、转移特性、饱和特性、漏源导通电阻与漏极电流的关系、归一化漏源导通电阻与结温的关系、归一化栅极阈值电压与结温的关系、归一化漏源击穿电压与结温的关系、电容与漏源电压的关系以及栅极电荷波形等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现，从而进行合理的设计。

五、热阻与安装焊盘面积的关系

在设计中，热管理是一个重要的考虑因素。器件的最大允许功率耗散 (P{DM}) 与最大额定结温 (T{JM})、环境温度 (T{A}) 和热阻 (R{theta JA}) 有关，其关系可以用公式 (P{DM}=frac{(T{JM}-T{A})}{R{theta JA}}) 表示。

对于表面贴装器件，安装焊盘面积对热阻有显著影响。文档中给出了热阻与安装焊盘面积的关系曲线，以及根据焊盘面积计算热阻的公式：

• 当面积以平方英寸为单位时：(R_{theta JA}=26.51+frac{19.84}{(0.262 + Area)})
• 当面积以平方厘米为单位时：(R_{theta JA}=26.51+frac{128}{(1.69 + Area)})

六、模型信息

（一）PSPICE 电气模型

文档提供了 FDB3632 的 PSPICE 电气模型，包括各种电容、二极管、电压源、电流源、电阻和 MOS 管等元件的参数设置，可用于电路仿真。

（二）SABER 电气模型

同样，也给出了 FDB3632 的 SABER 电气模型，方便工程师在 SABER 软件中进行仿真分析。

（三）SPICE 热模型

提供了 FDB3632 的 SPICE 热模型，用于模拟器件的热特性，帮助工程师进行热设计和优化。

七、机械尺寸与封装

文档详细给出了 TO - 220 - 3LD、TO - 247 - 3LD 短引脚和 D2PAK - 3 三种封装的机械尺寸和通用标记图，方便工程师进行 PCB 设计和器件安装。

八、应用建议

在使用这些 MOSFET 时，工程师需要根据具体的应用场景和要求，综合考虑电气特性、热特性、封装形式等因素。例如，在同步整流应用中，要关注低导通电阻和低开关损耗；在电池保护电路中，要确保器件具有良好的 UIS 能力和过流保护特性。同时，合理的热设计也是保证器件性能和可靠性的关键，需要根据实际情况选择合适的散热方式和安装焊盘面积。

总之，onsemi 的 FDH3632、FDP3632、FDB3632 MOSFET 具有优异的性能和广泛的应用前景。希望本文能为电子工程师在设计过程中提供一些有价值的参考。你在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的设计难题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。