深入解析FDMS86520L N-Channel PowerTrench® MOSFET

一、引言

在电子设计领域，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是一种至关重要的元件，广泛应用于各种电源管理和开关电路中。今天，我们要深入探讨的是FDMS86520L N - Channel PowerTrench® MOSFET，它由Fairchild Semiconductor推出，如今已成为ON Semiconductor的一部分。这款MOSFET在提高DC/DC转换器效率和减少开关节点振铃方面表现出色，下面我们将详细了解它的各项特性。

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二、产品背景与系统整合

Fairchild Semiconductor已整合进ON Semiconductor，部分Fairchild可订购的零件编号需要更改以符合ON Semiconductor的系统要求。由于ON Semiconductor的产品管理系统无法处理带有下划线（_）的零件命名，Fairchild零件编号中的下划线将改为破折号（-）。大家可通过ON Semiconductor网站核实更新后的设备编号，最新的订购信息可在www.onsemi.com上查询。

三、FDMS86520L MOSFET特性

（一）基本参数

FDMS86520L是一款60V、22A、8.2mΩ的N - Channel PowerTrench® MOSFET。其主要特点包括：

1. 在(V{GS}=10V)，(I{D}=13.5A)时，最大(r{DS(on)} = 8.2mΩ)；在(V{GS}=4.5V)，(I{D}=11.5A)时，最大(r{DS(on)} = 11.7mΩ)。
2. 采用先进的封装和硅组合，实现低(r_{DS(on)})和高效率。
3. MSL1稳健的封装设计，100% UIL测试，符合RoHS标准。

（二）设计目的

该MOSFET专为提高DC/DC转换器的整体效率和最小化开关节点振铃而设计，无论是使用同步还是传统开关PWM控制器。它在低栅极电荷、低(r_{DS(on)})、快速开关速度和体二极管反向恢复性能方面进行了优化。

四、应用领域

1. 隔离式DC - DC的初级开关：在隔离式DC - DC转换器中，FDMS86520L可作为初级开关，利用其低导通电阻和快速开关特性，提高转换效率。
2. 同步整流：作为同步整流器，能够有效降低整流损耗，提高电源效率。
3. 负载开关：可用于控制负载的通断，实现灵活的电源管理。

五、电气特性

（一）最大额定值

符号	参数	条件	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压	-	60	V
(V_{GS})	栅源电压	-	±20	V
(I_{D})	连续漏极电流	(T_{C}=25^{circ}C)	22	A
	连续漏极电流	(T_{A}=25^{circ}C)（注1a）	13.5	A
	脉冲漏极电流	-	60	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）	-	91	mJ
(P_{D})	功率耗散	(T_{C}=25^{circ}C)	69	W
	功率耗散	(T_{A}=25^{circ}C)（注1a）	2.5	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-	-55至 +150	°C

（二）热特性

符号	参数	条件	数值	单位
(R_{θJC})	结到外壳热阻	-	1.8	°C/W
(R_{θJA})	结到环境热阻	（注1a）	50	°C/W

（三）电气特性详细参数

1. 关断特性：如漏源击穿电压(B{VDS})、击穿电压温度系数(Delta B{VDS}/Delta T{J})、零栅压漏极电流(I{DSS})、栅源泄漏电流(I_{GSS})等。
2. 导通特性：包括栅源阈值电压(V{GS(th)})及其温度系数(Delta V{GS(th)}/Delta T{J})、静态漏源导通电阻(r{DS(on)})、正向跨导(g_{FS})等。
3. 动态特性：输入电容(C{iss})、输出电容(C{oss})、反向传输电容(C{rss})、栅极电阻(R{G})等。
4. 开关特性：开启延迟时间(t{d(on)})、上升时间(t{r})、关断延迟时间(t{d(off)})、下降时间(t{f})、总栅极电荷(Q{g})、栅源电荷(Q{gs})、栅漏“米勒”电荷(Q_{gd})等。
5. 漏源二极管特性：源漏二极管正向电压(V{SD})、反向恢复时间(t{rr})、反向恢复电荷(Q_{rr})等。

六、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，如导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、归一化导通电阻与结温的关系、导通电阻与栅源电压的关系、传输特性、源漏二极管正向电压与源电流的关系、栅极电荷特性、电容与漏源电压的关系、非钳位电感开关能力、最大连续漏极电流与外壳温度的关系、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散、结到环境瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师在实际应用中更好地理解和使用该MOSFET。

七、注意事项

1. ON Semiconductor保留对产品进行更改的权利，且不做进一步通知。
2. 该公司不保证产品适用于任何特定用途，也不承担因产品应用或使用而产生的任何责任。
3. 买方负责使用ON Semiconductor产品的产品和应用，包括遵守所有法律法规和安全要求或标准。
4. ON Semiconductor产品不设计、不打算也未授权用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备或类似分类的医疗设备，以及用于人体植入的设备。

八、总结

FDMS86520L N - Channel PowerTrench® MOSFET凭借其出色的电气特性和热特性，在DC/DC转换器等应用中具有很大的优势。工程师在设计过程中，应充分考虑其各项参数和特性曲线，结合实际应用需求，合理选择和使用该MOSFET。同时，要注意遵守相关的注意事项，确保设计的可靠性和安全性。大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。