解析FDMS86103L N - Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET

在电子工程师的日常设计中，MOSFET的选择至关重要，它直接影响到电路的性能和稳定性。今天我们就来详细解析一款由Fairchild（现属ON Semiconductor）推出的高性能N - 沟道屏蔽栅PowerTrench® MOSFET——FDMS86103L。

文件下载：FDMS86103L-D.pdf

一、产品背景

Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分，在产品整合过程中，部分Fairchild可订购的零件编号需更改以满足ON Semiconductor的系统要求，例如Fairchild零件编号中的下划线（_）将改为破折号（ - ）。若要获取最新的订购信息，可访问ON Semiconductor的官方网站www.onsemi.com。

二、产品概述

FDMS86103L是一款100V、81A、8mΩ的N - 沟道屏蔽栅PowerTrench® MOSFET。它采用了Fairchild Semiconductor先进的PowerTrench®工艺，并融入了屏蔽栅技术，在导通电阻和开关性能方面进行了优化。

三、产品特点

3.1 屏蔽栅MOSFET技术

• 在(V{GS}=10V)，(I{D}=12A)时，最大(r{DS(on)} = 8mΩ)；在(V{GS}=4.5V)，(I{D}=10A)时，最大(r{DS(on)} = 11mΩ)。这种低导通电阻的特性有助于降低功耗，提高电路效率。
• 先进的封装和硅片组合，进一步降低了(r_{DS(on)})，并提升了效率。

3.2 其他特性

• MSL1坚固的封装设计，经过100% UIL测试，且符合RoHS标准，保证了产品的可靠性和环保性。

四、应用领域

FDMS86103L适用于DC - DC转换电路，在该应用中，其低导通电阻和良好的开关性能能够有效提高转换效率，减少能量损耗。

五、产品参数

5.1 最大额定值

符号	参数	条件	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压		100	V
(V_{GS})	栅源电压		±20	V
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）		81	A
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）		51	A
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{A}=25^{circ}C)）		12	A
(I_{D})	脉冲漏极电流		414	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量		312	mJ
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）		104	W
(P_{D})	功率耗散（(T_{A}=25^{circ}C)）		2.5	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围		- 55 to + 150	°C

5.2 热特性

符号	参数	条件	数值	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

5.3 电气特性

5.3.1 关断特性

• (BV{DSS})（漏源击穿电压）：在(I{D}=250μA)，(V_{GS}=0V)时，最小值为100V。
• (Delta BV{DSS}/Delta T{J})（击穿电压温度系数）：在(I_{D}=250μA)，参考温度为(25^{circ}C)时，典型值为68mV/°C。
• (I{DSS})（零栅压漏极电流）：在(V{DS}=80V)，(V_{GS}=0V)时，最大值为1μA。
• (I{GSS})（栅源泄漏电流）：在(V{GS}=±20V)，(V_{DS}=0V)时，最大值为±100nA。

5.3.2 导通特性

• (V{GS(th)})（栅源阈值电压）：在(V{GS}=V{DS})，(I{D}=250μA)时，最小值为1.0V，典型值为1.9V，最大值为3.0V。
• (Delta V{GS(th)}/Delta T{J})（栅源阈值电压温度系数）：在(I_{D}=250μA)，参考温度为(25^{circ}C)时，典型值为 - 7mV/°C。
• (r{DS(on)})（静态漏源导通电阻）：在不同的(V{GS})和(I{D})条件下有不同的值，如(V{GS}=10V)，(I_{D}=12A)时，典型值为6.4mΩ，最大值为8mΩ。
• (g{FS})（正向跨导）：在(V{DS}=5V)，(I_{D}=12A)时，典型值为59S。

5.3.3 动态特性

• (C{iss})（输入电容）：在(V{DS}=50V)，(V_{GS}=0V)，(f = 1MHz)时，最小值为2790pF，典型值为3710pF。
• (C_{oss})（输出电容）：最小值为469pF，典型值为625pF。
• (C_{rss})（反向传输电容）：最小值为22pF，典型值为35pF。
• (R_{g})（栅极电阻）：典型值为1.3Ω。

5.3.4 开关特性

• (t{d(on)})（导通延迟时间）：在(V{DD}=50V)，(I{D}=12A)，(V{GS}=10V)，(R_{GEN}=6Ω)时，典型值为13ns，最大值为23ns。
• (t_{r})（上升时间）：典型值为7.2ns，最大值为15ns。
• (t_{d(off)})（关断延迟时间）：典型值为35ns，最大值为57ns。
• (t_{f})（下降时间）：典型值为6ns，最大值为13ns。
• (Q{g})（总栅极电荷）：在不同的(V{GS})变化范围和测试条件下有不同的值，如(V{GS})从0V到10V，(V{DD}=50V)，(I_{D}=12A)时，典型值为43nC，最大值为60nC。
• (Q_{gs})（栅源电荷）：典型值为7.5nC。
• (Q_{gd})（栅漏“米勒”电荷）：典型值为7nC。

5.3.5 漏源二极管特性

• (V{SD})（源漏二极管正向电压）：在(V{GS}=0V)，(I{S}=2A)时，典型值为0.70V，最大值为1.2V；在(V{GS}=0V)，(I_{S}=12A)时，典型值为0.78V，最大值为1.3V。
• (t_{rr})（反向恢复时间）：典型值为57ns，最大值为90ns。
• (Q{rr})（反向恢复电荷）：在(I{F}=12A)，(di/dt = 100A/μs)时，典型值为68nC，最大值为108nC。

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等。这些曲线能够帮助工程师更直观地了解FDMS86103L在不同工作条件下的性能表现，在实际设计中，工程师可以根据这些曲线来选择合适的工作点，以达到最佳的电路性能。

七、封装信息

FDMS86103L采用Power 56封装，具体的封装尺寸和引脚信息在文档中有详细说明。同时，还给出了封装的标准参考（JEDEC MO - 240，ISSUE A，VAR. AA）以及一些尺寸公差等注意事项。

八、总结

FDMS86103L N - 沟道屏蔽栅PowerTrench® MOSFET凭借其低导通电阻、良好的开关性能和可靠的封装设计，在DC - DC转换等应用中具有很大的优势。电子工程师在进行相关电路设计时，可以充分考虑该产品的各项参数和特性，以实现高效、稳定的电路设计。但在实际应用中，也要注意产品的适用范围和相关注意事项，如ON Semiconductor产品不适合用于生命支持系统或某些医疗设备等。大家在使用这款MOSFET时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。