FDP085N10A：高性能N沟道PowerTrench® MOSFET的深度解析

在电子工程领域，MOSFET作为关键的半导体器件，广泛应用于各种电路设计中。今天，我们将深入探讨飞安森美半导体（ON Semiconductor）的FDP085N10A N沟道PowerTrench® MOSFET，详细了解其特性、参数及应用。

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一、产品概述

FDP085N10A是一款采用飞安森美半导体PowerTrench®工艺生产的N沟道MOSFET。该工艺专为最大限度降低导通阻抗并保持卓越开关性能而定制，使得这款MOSFET在众多应用场景中表现出色。

二、产品特性

1. 快速开关速度

具备快速开关速度，能够满足高速电路的需求。同时，其低栅极电荷（(Q_{G}=31 nC)典型值）进一步提升了开关性能，减少了开关损耗。

2. 极低的导通阻抗

高性能沟槽技术实现了极低的 (R{DS(on) })，典型值为7.35 mΩ（@(V{GS} = 10 V)，(I_{D} = 96 A)），这意味着在导通状态下，器件的功率损耗更小，效率更高。

3. 高功率和高电流处理能力

能够承受高达96A的连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ} C)），以及384A的脉冲漏极电流，适用于高功率、大电流的应用场景。

4. 环保合规

符合RoHS标准，满足环保要求，为绿色电子设计提供了支持。

三、产品参数

1. 最大额定值

符号	参数	FDP085N10A - F102	单位
(V_{DSS})	漏极 - 源极电压	100	V
(V_{GSS})	栅极 - 源极电压	±20	V
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ} C)）	96	A
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=100^{circ} C)）	68	A
(I_{DM})	漏极电流（脉冲）	384	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	269	mJ
(dv/dt)	二极管恢复 (dv/dt) 峰值	6.0	V/ns
(P{D})（(T{C}=25^{circ} C)）	功耗	188	W
高于25°C的功耗系数		1.25	W/°C
(T{J}, T{STG})	工作和存储温度范围	-55至 +175	°C
(T_{L})	用于焊接的最大引脚温度（距离外壳1/8”，持续5秒）	300	°C

2. 热性能

符号	参数	FDP085N10A - F102	单位
(R_{θJC})	结至外壳热阻最大值	0.8	°C/W
(R_{θJA})	结至环境热阻最大值	62.5	°C/W

3. 电气特性

关断特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(BV_{DSS})	漏极 - 源极击穿电压	(I{D} = 250 μ A)，(V{GS} = 0 V)，(T_{C}=25^{circ} C)	100	-	-	V
(Delta BV{DSS} / Delta T{J})	击穿电压温度系数	(I_{D} = 250 μ A)，参考25°C数值	-	0.07	-	V/°C
(I_{DSS})	零栅极电压漏极电流	(V{DS} = 80 V)，(V{GS} = 0 V)	-	-	1	μA
(I_{DSS})	零栅极电压漏极电流	(V{DS} = 80 V)，(T{C} = 150^{circ} C)	-	-	500	μA
(I_{GSS})	栅极 - 体漏电流	(V{GS} = ±20 V)，(V{DS} = 0 V)	-	-	±100	nA

导通特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{Gsth})	栅极阈值电压	(V{GS} = V{DS})，(I_{D}= 250A)	2.0	-	4.0	V
(R_{DS(on)})	漏极至源极静态导通电阻	(V{GS} = 10V)，(I{D}= 96A)	-	7.35	8.5	mΩ
(g_{Fs})	正向跨导	(V{DS} = 10 V)，(I{D} = 96A)	-	72	-	S

动态特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(C_{iss})	输入电容	(V{DS} = 50 V)，(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz)	-	2025	2695	pF
(C_{oss})	输出电容	-	468	620	pF
(C_{rss})	反向传输电容	-	20	-	pF
(C_{oss(er)})	能量相关输出电容	(V{DS} = 50 V)，(V{GS} = 0 V)	-	752	-	pF
(Q_{g(tot)})	10 V电压的栅极电荷总量	(V{GS} = 10 V)，(V{DS} = 50 V)，(I_{D} = 96 A)	-	31	40	nC
(Q_{gs})	栅极 - 源极栅极电荷	-	9.7	-	nC
(Q_{gs2})	栅极平台电荷阈值	-	5.0	-	nC
(Q_{gd})	栅极 - 漏极 “ 米勒 ” 电荷	-	7.5	-	nC
(ESR)	等效串联电阻 (G - S)	(f = 1 MHz)	-	0.97	-	Ω

开关特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(t_{d(on)})	导通延迟时间	-	18	46	ns
(t_{r})	导通上升时间	(V{DD} = 50 V)，(I{D}= 96 A)，(V{GS} = 10V)，(R{G} = 4.7)	-	22	54	ns
(t_{d(off)})	关断延迟时间	-	29	68	ns
(t_{f})	关断下降时间	-	8	26	ns

漏极 - 源极二极管特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(I_{S})	漏极 - 源极二极管最大正向连续电流	-	-	-	96	A
(I_{SM})	漏极 - 源极二极管最大正向脉冲电流	-	-	384	A
(V_{SD})	漏极 - 源极二极管正向电压	(V{GS} = 0 V)，(I{SD} = 96 A)	-	1.3	V
(t_{rr})	反向恢复时间	(V{DD} = 50 V)，(V{GS} = 0 V)，(I{SD} = 96 A)，(dI{F} /dt = 100 A/ μ s)	-	59	-	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷	-	80	-	nC

四、典型性能特征

文档中提供了多个典型性能特征图，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻变化与漏极电流和栅极电压的关系等。这些图表直观地展示了FDP085N10A在不同条件下的性能表现，对于工程师在设计电路时进行参数选择和性能评估具有重要参考价值。例如，通过导通电阻变化与温度的关系图，工程师可以了解到在不同温度下器件的导通电阻变化情况，从而合理设计散热方案，确保器件在不同环境下的稳定运行。

五、应用领域

1. 同步整流

用于ATX / 服务器 / 电信PSU的同步整流，能够提高电源的效率和性能。

2. 电池保护电路

在电池保护电路中，FDP085N10A可以有效保护电池，防止过充、过放等情况的发生。

3. 电机驱动和不间断电源

在电机驱动和不间断电源中，其高功率和高电流处理能力能够满足系统的需求，确保设备的稳定运行。

六、封装与订购信息

FDP085N10A采用TO - 220封装，顶标为FDP085N10A，包装方法为塑料管，每管50个。

七、总结

FDP085N10A N沟道PowerTrench® MOSFET凭借其快速开关速度、极低的导通阻抗、高功率和高电流处理能力等特性，在众多应用领域具有广阔的应用前景。电子工程师在设计电路时，可以根据具体的应用需求，结合其详细的参数和典型性能特征，合理选择和使用这款MOSFET，以实现高效、稳定的电路设计。你在实际应用中是否使用过类似的MOSFET呢？在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。