深入解析FDMS86300 N - Channel PowerTrench® MOSFET

一、引言

在电子工程领域，MOSFET作为关键的功率器件，在各类电路设计中扮演着重要角色。今天我们要深入探讨的是FDMS86300 N - Channel PowerTrench® MOSFET，它由Fairchild Semiconductor推出，如今已成为ON Semiconductor产品线的一部分。

文件下载：FDMS86300-D.pdf

二、产品背景与变更

随着Fairchild Semiconductor被ON Semiconductor整合，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（-）。所以大家在使用时，要通过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查询。

三、产品特性

（一）电气特性

1. 导通电阻低：在 (V{GS}=10 V)，(I{D}=19 A) 时，最大 (r{DS(on)} = 3.9 mOmega)；在 (V{GS}=8 V)，(I{D}=15.5 A) 时，最大 (r{DS(on)} = 5.5 mOmega)。低导通电阻有助于降低功率损耗，提高效率。
2. 阈值电压：栅源阈值电压 (V{GS(th)}) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=250 μA) 时，范围为 2.5 - 4.5 V，其温度系数为 - 11 mV/°C。
3. 电容特性：输入电容 (C{iss}) 在 (V{DS}=40 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时，范围为 5325 - 7082 pF；输出电容 (C{oss}) 范围为 957 - 1272 pF；反向传输电容 (C_{rss}) 范围为 26 - 63 pF。这些电容特性影响着MOSFET的开关速度和动态性能。
4. 开关特性：开关时间方面，开启延迟时间 (t{d(on)}) 为 31 - 50 ns，上升时间 (t{r}) 为 26 - 43 ns，关断延迟时间 (t{d(off)}) 为 36 - 58 ns，下降时间 (t{f}) 为 9 - 18 ns。总栅极电荷 (Q{g}) 在不同栅源电压下也有相应的值，如 (V{GS}=0 V) 到 10 V 时为 72 - 86 nC，(V_{GS}=0 V) 到 8 V 时为 59 - 71 nC。

（二）其他特性

1. 先进的封装与硅片组合：实现了低 (r_{DS(on)}) 和高效率，同时采用了下一代增强型体二极管技术，具有软恢复特性。
2. 高可靠性：MSL1 稳健封装设计，经过 100% UIL 测试，并且符合 RoHS 标准。

四、产品应用

FDMS86300适用于多种应用场景，如 ORingFET / 负载开关和 DC - DC 转换。在这些应用中，其低导通电阻、低栅极电荷、快速开关速度和良好的体二极管反向恢复性能能够显著提高电路的整体效率，减少开关节点振铃。

五、产品参数

（一）最大额定值

符号	参数	条件	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压	-	80	V
(V_{GS})	栅源电压	-	±20	V
(I_{D})	漏极连续电流	(T_{C}=25 °C)	122	A
		(T_{C}=100 °C)	78	A
		(T_{A}=25 °C)（注1a）	19	A
	脉冲电流（注4）	-	556	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）	-	252	mJ
(P_{D})	功率耗散	(T_{C}=25 °C)	104	W
		(T_{A}=25 °C)（注1a）	2.5	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-	- 55 到 + 150	°C

（二）热特性

符号	参数	条件	值	单位
(R_{θJC})	结到壳热阻	-	1.2	°C/W
(R_{θJA})	结到环境热阻	（注1a）	50	°C/W

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、体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壳温的关系、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及结到壳瞬态热响应曲线等。这些曲线直观地展示了FDMS86300在不同条件下的性能表现，工程师在设计电路时可以根据这些曲线进行参数的选择和优化。

七、注意事项

1. 编号变更：由于整合，Fairchild部分零件编号有变更，要及时核实。
2. 应用限制：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人体植入设备。若用于非预期或未授权应用，买方需承担相应责任。
3. 参数验证：“典型”参数在不同应用中会有所变化，实际性能也会随时间改变，所有工作参数都需由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

八、总结

FDMS86300 N - Channel PowerTrench® MOSFET凭借其低导通电阻、快速开关速度、良好的体二极管特性和高可靠性等优势，在DC - DC转换等应用中具有很大的潜力。但在使用过程中，工程师需要注意零件编号变更、应用限制和参数验证等问题，以确保电路设计的稳定性和可靠性。大家在实际应用中是否遇到过类似器件的参数选择难题呢？欢迎在评论区分享交流。