解析FDMS86252 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET

一、背景介绍

Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分。由于系统要求，部分Fairchild可订购的零件编号需要更改，原编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。若需了解更多ON Semiconductor的信息，可访问其官网www.onsemi.com。

文件下载：FDMS86252-D.pdf

二、FDMS86252 MOSFET概述

（一）产品特点

FDMS86252是一款N - Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET，具有以下显著特点：

1. 先进技术：采用屏蔽栅MOSFET技术，结合先进的PowerTrench®工艺，优化了导通电阻，同时保持了出色的开关性能。
2. 低导通电阻：在(V{GS}=10 V)，(I{D}=4.6 A)时，最大(r{DS(on)} = 51 mΩ)；在(V{GS}=6 V)，(I{D}=3.9 A)时，最大(r{DS(on)} = 70 mΩ)。
3. 高效设计：先进的封装和硅片组合，实现了低导通电阻和高效率。
4. 高可靠性：MSL1稳健的封装设计，经过100% UIL测试，且符合RoHS标准。

（二）应用领域

主要应用于DC - DC转换。

三、电气特性分析

（一）最大额定值

符号	参数	条件	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压		150	V
(V_{GS})	栅源电压		±20	V
(I_{D})	连续漏极电流	(T_{C} = 25 °C)	16	A
	连续漏极电流	(T_{A} = 25 °C)（注1a）	4.6	A
	脉冲漏极电流		20	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）		50	mJ
(P_{D})	功率耗散	(T_{C} = 25 °C)	69	W
	功率耗散	(T_{A} = 25 °C)（注1a）	2.5	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围		-55 to +150	°C

（二）热特性

符号	参数		数值	单位
(R_{θJC})	结到外壳的热阻		1.8	°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻	（注1a）	50	°C/W

（三）具体电气参数

1. 关断特性
   • 漏源击穿电压(BV{DSS})：在(I{D}=250 μA)，(V_{GS}=0 V)时，最小值为150 V。
   • 击穿电压温度系数(frac{Delta BV{DSS}}{Delta T{J}})：在(I_{D}=250 μA)，参考温度为25 °C时，典型值为106 mV/°C。
   • 零栅压漏极电流(I{DSS})：在(V{DS}=120 V)，(V_{GS}=0 V)时，最大值为1 μA。
   • 栅源泄漏电流(I{GSS})：在(V{GS}=±20 V)，(V_{DS}=0 V)时，最大值为±100 nA。
2. 导通特性
   • 栅源阈值电压(V{GS(th)})：在(V{GS}=V{DS})，(I{D}=250 μA)时，最小值为2.0 V，典型值为2.8 V，最大值为4.0 V。
   • 栅源阈值电压温度系数(frac{Delta V{GS(th)}}{Delta T{J}})：在(I_{D}=250 μA)，参考温度为25 °C时，典型值为 - 9 mV/°C。
   • 静态漏源导通电阻(r{DS(on)})：不同条件下有不同取值，如(V{GS}=10 V)，(I_{D}=4.6 A)时，典型值为43.9 mΩ，最大值为51 mΩ。
   • 正向跨导(g{FS})：在(V{DS}=10 V)，(I_{D}=4.6 A)时，典型值为15 S。
3. 动态特性
   • 输入电容(C{iss})：在(V{DS}=75 V)，(V_{GS}=0 V)，(f = 1 MHz)时，典型值为678 pF，最大值为905 pF。
   • 输出电容(C_{oss})：典型值为74 pF，最大值为115 pF。
   • 反向传输电容(C_{rss})：典型值为4.3 pF，最大值为10 pF。
   • 栅极电阻(R_{g})：最小值为0.1 Ω，典型值为0.4 Ω，最大值为1.8 Ω。
4. 开关特性
   • 开启延迟时间(t{d(on)})：在(V{DD}=75 V)，(I{D}=4.6 A)，(V{GS}=10 V)，(R_{GEN}=6 Ω)时，典型值为7.7 ns，最大值为16 ns。
   • 上升时间(t_{r})：典型值为2.3 ns，最大值为10 ns。
   • 关断延迟时间(t_{d(off)})：典型值为15 ns，最大值为27 ns。
   • 下降时间(t_{f})：典型值为3.2 ns，最大值为10 ns。
   • 总栅极电荷(Q{g})：不同条件下有不同取值，如(V{GS}=0 V)到10 V，(V{DD}=75 V)，(I{D}=4.6 A)时，典型值为11 nC，最大值为15 nC。
   • 栅源电荷(Q_{gs})：典型值为2.8 nC。
   • 栅漏“米勒”电荷(Q_{gd})：典型值为2.4 nC。
5. 漏源二极管特性
   • 源漏二极管正向电压(V{SD})：在(V{GS}=0 V)，(I{S}=2 A)（注2）时，典型值为0.75 V，最大值为1.2 V；在(V{GS}=0 V)，(I_{S}=4.6 A)（注2）时，典型值为0.80 V，最大值为1.3 V。
   • 反向恢复时间(t{rr})：在(I{F}=4.6 A)，(frac{di}{dt}=100 A/μs)时，典型值为56 ns，最大值为90 ns。
   • 反向恢复电荷(Q_{rr})：典型值为61 nC，最大值为98 nC。

四、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等。这些曲线有助于工程师更直观地了解该MOSFET在不同条件下的性能表现。例如，通过观察归一化导通电阻与结温的关系曲线，工程师可以预测在不同结温下器件的导通电阻变化情况，从而更好地进行热设计和电路优化。

五、封装信息

器件标记	器件	封装	卷盘尺寸	胶带宽度	数量
FDMS86252	FDMS86252	Power 56	13 ’’	12 mm	3000 units

同时，文档还给出了PQFN8 5X6, 1.27P封装的详细尺寸图和相关说明，包括尺寸公差、禁布区等信息，这对于PCB设计非常重要，工程师在进行布局布线时需要严格按照这些要求进行设计，以确保器件的正常工作。

六、注意事项

1. 零件编号变更：由于系统集成，部分Fairchild零件编号中的下划线将改为破折号，需通过ON Semiconductor官网核实更新后的器件编号。
2. 参数验证：“典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能也会随时间变化，所有工作参数都需要客户的技术专家针对每个应用进行验证。
3. 应用限制：ON Semiconductor产品不设计、不打算也未获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的应用，买方需承担相关责任。

对于电子工程师来说，在使用FDMS86252 MOSFET进行设计时，需要充分了解其各项特性和注意事项，结合具体应用场景进行合理设计，以确保电路的性能和可靠性。大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。