深入解析FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET

一、引言

在电子工程领域，MOSFET作为重要的功率开关器件，广泛应用于各类电源和电路设计中。今天我们要深入探讨的是Fairchild（现属于ON Semiconductor）的FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET，它具有独特的性能特点和广泛的应用场景，下面将详细介绍其各项特性。

文件下载：FDMS86105-D.pdf

二、产品背景与变更说明

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（-）。大家可通过ON Semiconductor网站（www.onsemi.com）核实更新后的器件编号。如有系统集成相关问题，可发邮件至[e-mail]。

三、FDMS86105 MOSFET特性

（一）基本参数

• 电压与电流：这款N沟道MOSFET的漏源电压（VDS）额定值为100 V，连续漏极电流（ID）在TA = 25 °C时为26 A ，脉冲漏极电流可达30 A。
• 导通电阻：在VGS = 10 V，ID = 6 A时，最大导通电阻rDS(on)为34 mΩ；在VGS = 6 V，ID = 4.5 A时，最大导通电阻为54 mΩ。

（二）技术特点

1. 屏蔽栅MOSFET技术：采用先进的PowerTrench®工艺并结合屏蔽栅技术，优化了导通电阻，同时保持了出色的开关性能。
2. 先进封装与硅片组合：实现了低导通电阻和高效率，并且采用了MSL1稳健的封装设计。
3. 可靠性测试：经过100% UIL测试，符合RoHS标准，保证了产品的质量和环保要求。

四、应用领域

FDMS86105 MOSFET适用于多种应用场景，包括：

1. 初级DC - DC：在直流 - 直流转换电路中，可高效实现电压转换。
2. 次级DC - DC：为次级电路提供稳定的电源转换。
3. 负载开关：可灵活控制负载的通断，提高电路的可靠性和灵活性。

五、电气特性

（一）关断特性

• 漏源击穿电压（BV DSS）：在ID = 250 μA，VGS = 0 V时，为100 V，其温度系数（ΔBV DSS/ΔTJ）为70 mV/°C。
• 零栅压漏极电流（IDSS）：在VDS = 80 V，VGS = 0 V时，最大为1 μA。
• 栅源泄漏电流（IGSS）：在VGS = ±20 V，VDS = 0 V时，最大为±100 nA。

（二）导通特性

• 栅源阈值电压（VGS(th)）：范围在2.0 - 4.0 V之间，温度系数（ΔVGS(th)/ΔTJ）为 - 9 mV/°C。
• 静态漏源导通电阻（rDS(on)）：不同条件下有不同的值，如VGS = 10 V，ID = 6 A时，典型值为27 mΩ，最大值为34 mΩ。
• 正向跨导（gFS）：在VDS = 10 V，ID = 6 A时，为15 S。

（三）动态特性

• 输入电容（Ciss）：在VDS = 50 V，VGS = 0 V，f = 1 MHz时，范围为483 - 645 pF。
• 输出电容（Coss）：为114 - 155 pF。
• 反向传输电容（Crss）：为5 - 10 pF。
• 栅极电阻（Rg）：为0.9 Ω。

（四）开关特性

• 导通延迟时间（td(on)）：在VDD = 50 V，ID = 6 A，VGS = 10 V，RGEN = 6 Ω时，范围为6.7 - 14 ns。
• 上升时间（tr）：为2.1 - 10 ns。
• 关断延迟时间（td(off)）：为12 - 22 ns。
• 下降时间（tf）：为2.4 - 10 ns。
• 总栅极电荷（Qg）：在不同条件下有不同的值，如VGS从0 V到10 V时，范围为7.5 - 11 nC。

（五）漏源二极管特性

• 源 - 漏二极管正向电压（VSD）：在VGS = 0 V，IS = 2 A时，范围为0.76 - 1.2 V；在IS = 6 A时，范围为0.82 - 1.3 V。
• 反向恢复时间（trr）：在IF = 6 A，di/dt = 100 A/μs时，范围为38 - 61 ns。
• 反向恢复电荷（Qrr）：为32 - 51 nC。

六、典型特性曲线分析

文档中给出了多个典型特性曲线，这些曲线直观地展示了MOSFET在不同条件下的性能表现。例如：

• 导通区域特性曲线：展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。
• 归一化导通电阻与漏极电流和栅源电压的关系曲线：有助于工程师了解导通电阻在不同工作条件下的变化情况。
• 归一化导通电阻与结温的关系曲线：可以预测在不同温度环境下MOSFET的导通电阻变化。

七、封装与订购信息

FDMS86105采用Power 56封装，卷盘尺寸为13英寸，胶带宽度为12 mm，每卷数量为3000个。器件标记为FDMS86105。

八、总结与思考

FDMS86105 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET凭借其先进的技术和优良的性能，在电源和电路设计中具有很大的应用潜力。工程师在使用时，需要根据具体的应用场景和需求，仔细考虑其各项电气特性和参数。例如，在高温环境下，导通电阻会发生变化，这对电路的效率和稳定性会有怎样的影响？在不同的开关频率下，开关特性又会如何变化？这些都是我们在实际设计中需要深入思考和验证的问题。

大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的性能问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。