FDMS86255ET150 N沟道屏蔽栅极PowerTrench® MOSFET 深度解析

作为一名电子工程师，在日常的硬件设计开发中，MOSFET是经常会用到的器件。今天就来和大家深入探讨一下FDMS86255ET150这款N沟道屏蔽栅极PowerTrench® MOSFET。

文件下载：FDMS86255ET150CN-D.pdf

一、公司背景与命名变更

飞兆半导体已被安森美半导体（ON Semiconductor）收购。由于系统要求，部分飞兆可订购的零件编号需要更改。安森美半导体的产品管理系统无法处理带有下划线（）的零件命名法，因此飞兆零件编号中的下划线（）将更改为破折号（-）。大家在使用时要注意通过安森美半导体网站核实更新后的器件编号。

二、产品特性

温度特性

扩展额定 (T_{J}) 至 175°C，这意味着该MOSFET能够在较高的温度环境下稳定工作，对于一些对温度要求较高的应用场景，如高温工业环境或者高功率设备中，具有很大的优势。大家可以思考一下，在实际设计中，如何利用这一特性来优化散热设计呢？

技术优势

采用屏蔽栅极MOSFET技术，集成了栅极屏蔽技术的PowerTrench®工艺经优化以减小导通电阻，却仍保持卓越的开关性能。最大 (r{DS(on)}=12.4 mΩ (V{GS}=10 V, I{D}=10 A)) ，最大 (r{DS(on)}=15.5 mΩ (V{GS}=6 V, I{D}=8 A)) ，低 (r_{DS(on)}) 和高效的先进硅封装，能够有效降低功耗，提高能源效率。

二极管技术

下一代先进体二极管技术，专为软恢复设计，这有助于减少开关过程中的电压尖峰和电磁干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

封装与环保

MSL1耐用封装设计，100%经过UIL测试，并且符合RoHS标准，既保证了产品的质量和可靠性，又符合环保要求。

三、产品应用

电源管理

在OringFET / 负载开关、同步整流以及DC - DC转换等应用中都能发挥重要作用。在电源管理电路中，它可以高效地控制电流的通断，实现电源的稳定输出。大家在设计电源电路时，是否考虑过使用这款MOSFET来提升性能呢？

四、产品参数

最大额定值

符号	参数	额定值	单位
(V_{DS})	Drain to Source Voltage	150	V
(V_{GS})	栅极 - 源极电压	±20	V
(I_{D})	漏极电流 - 连续（(T_{A}=25^{circ}C)）	63	A
(I_{D})	连续（(T_{C}=100^{circ}C)）	44	A
(I_{D})	连续（注1a）	10	A
(I_{D})	脉冲（注4）	276	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）	541	mJ
(P_{D})	功耗（(T{C}=25^{circ}C)，(T{A}=25^{circ}C)，注1a）	136	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-55至 +175	°C

热性能

符号	参数	数值	单位
(R_{θJC})	结 - 壳体的热阻	1.1	°C/W
(R_{θJA})	结至环境热阻最大值（注1a）	45	°C/W

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 μA, V{GS}=0 V)	150			V
(frac{Delta BV{DSS}}{Delta T{J}})	击穿电压温度系数	(I_{D}=250 μA)，(25^{circ}C)		109		mV/°C
(I_{DSS})	零栅极电压漏极电流	(V{DS}=120 V, V{GS}=0 V)			1	μA
(I_{GSS})	栅极 - 源极漏电流	(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_{GS(th)})	栅极 - 源极阈值电压	(V{GS}=V{DS}, I_{D}=250 μA)	2.0	3.0	4.0	V
(frac{Delta V{GS(th)}}{Delta T{J}})	栅极 - 源极阈值电压温度系数	(I_{D}=250 μA)（相对25°C）		-11		mV/°C
(r_{DS(on)})	漏极至源极静态导通电阻	(V{GS}=10 V, I{D}=10 A)		9.5	12.4	mΩ
(r_{DS(on)})		(V{GS}=6 V, I{D}=8 A)		11.5	15.5	mΩ
(r_{DS(on)})		(V{GS}=10 V, I{D}=10 A, T_{J}=125^{circ}C)		19	25	mΩ
(g_{FS})	正向跨导	(V{DS}=5 V, I{D}=10 A)		35		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}=75 V, V{GS}=0 V, f = 1 MHz)		3200	4480	pF
(C_{oss})	输出电容		291	410	pF
(C_{rss})	反向传输电容		11	20	pF
(R_{g})	栅极阻抗		0.1	0.7	2.1	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	(V{DD}=75 V, I{D}=10 A, V{GS}=10 V, R{GEN}=6 Ω)		21	34	ns
(t_{r})	上升时间		4.5	10	ns
(t_{d(off)})	关断延迟时间		28	45	ns
(t_{f})	下降时间		6.2	12	ns
(Q_{g})	总栅极电荷	(V_{GS}=0 V) 到 10 V		45	63	nC
(Q_{g})	总栅极电荷	(V{GS}=0 V) 到 6 V，(V{DD}=75 V, I_{D}=10 A)	29	41	nC
(Q_{gs})	栅极 - 源极电荷		14		nC
(Q_{gd})	栅极 - 漏极 “ 米勒 ” 电荷		8.8		nC

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
(V_{SD})	源极 - 漏极二极管正向电压	(V{GS}=0 V, I{S}=1.9 A)（注2）	0.7		1.2	V
(V_{SD})		(V{GS}=0 V, I{S}=10 A)（注2）	0.8		1.3	V
(t_{rr})	反向恢复时间	(I_{F}=10 A, di/dt = 100 A/μs)		87	139	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷		165	264	nC

五、封装标识与定购信息

器件标识	器件	封装	卷尺寸	带宽	数量
FDMS86255ET	FDMS86255ET150	Power 56	13 ’’	12 mm	3000 个

六、典型特性

文档中给出了一系列典型特性图，包括导通区域特性、标准化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、标准化导通电阻与结温的关系、导通电阻与栅极 - 源极电压的关系、转换特性、源极 - 漏极二极管正向电压与源极电流的关系、栅极电荷特性、电容与漏极 - 源极电压的关系、非钳位感应开关能力、最大连续漏极电流与壳体温度的关系、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功耗以及瞬态热响应曲线等。这些特性图能够帮助工程师更好地了解该MOSFET在不同工作条件下的性能表现，在实际设计中合理选择参数。

总之，FDMS86255ET150 N沟道屏蔽栅极PowerTrench® MOSFET具有诸多优秀的特性和广泛的应用场景，在电源管理等领域有着很大的优势。大家在实际设计中，可以根据具体需求，结合这些参数和特性，充分发挥其性能。