FDMS86150ET100 N - 通道屏蔽栅 PowerTrench® MOSFET 深度解析

一、ON 半导体整合说明

Fairchild 半导体已整合进 ON 半导体。由于 ON 半导体产品管理系统无法处理含下划线（_）的零件命名，Fairchild 零件编号中的下划线将改为破折号（-）。若文档中出现含下划线的器件编号，需到 ON 半导体官网核实更新后的编号，最新订购信息可在 www.onsemi.com 查看。如有系统整合相关问题，可发邮件至 [e-mail]。

文件下载：FDMS86150ET100-D.pdf

二、FDMS86150ET100 MOSFET 概述

（一）产品特性

1. 温度性能：将 (T_{J}) 额定值扩展到 175°C，能适应更广泛的工作温度环境。
2. 先进技术：采用屏蔽栅 MOSFET 技术，优化了导通电阻，同时保持卓越的开关性能。
3. 低导通电阻：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=16A) 时，最大 (r{DS(on)} = 4.85mΩ)；在 (V{GS}=6V)，(I{D}=13A) 时，最大 (r{DS(on)} = 7.8mΩ)。
4. 高效设计：先进的封装和硅片组合，实现低 (r_{DS(on)}) 和高效率。
5. 封装优势：MSL1 稳健封装设计，经过 100% UIL 测试，且符合 RoHS 标准。

（二）应用领域

适用于初级 DC - DC MOSFET、次级同步整流器和负载开关等应用场景。

三、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	-	100	V
(V_{GS})	栅源电压	-	±20	V
(I_{D})	漏极连续电流	(T_{C}=25°C)（注 5）	128	A
		(T_{C}=100°C)（注 5）	90	A
		(T_{A}=25°C)（注 1a）	16	A
	脉冲电流	（注 4）	617	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	（注 3）	726	mJ
(P_{D})	功率耗散	(T_{C}=25°C)	187	W
		(T_{A}=25°C)（注 1a）	3.3	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-	-55 至 +175	°C

（二）热特性

符号	参数	条件	值	单位
(R_{θJC})	结到壳的热阻	-	0.8	°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻	（注 1a）	45	°C/W

（三）电气特性

1. 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})	漏源击穿电压	(I{D}=250μA)，(V{GS}=0V)	100	-	-	V
(Delta BV{DSS}/Delta T{J})	击穿电压温度系数	(I_{D}=250μA)，参考 25°C	-	72	-	mV/°C
(I_{DSS})	零栅压漏极电流	(V{DS}=80V)，(V{GS}=0V)	-	-	1	μA
(I_{GSS})	栅源泄漏电流	(V{GS}=±20V)，(V{DS}=0V)	-	-	±100	nA

2. 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)})	栅源阈值电压	(V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250μA)	2	3	4	V
(Delta V{GS(th)}/Delta T{J})	栅源阈值电压温度系数	(I_{D}=250μA)，参考 25°C	-	-10	-	mV/°C
(r_{DS(on)})	静态漏源导通电阻	(V{GS}=10V)，(I{D}=16A)	-	3.9	4.85	mΩ
		(V{GS}=6V)，(I{D}=13A)	-	6	7.8	mΩ
		(V{GS}=10V)，(I{D}=16A)，(T_{J}=125°C)	-	7.3	9.1	mΩ
(g_{FS})	正向跨导	(V{DS}=10V)，(I{D}=16A)	-	53	-	S

3. 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}=50V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz)	-	3055	4065	pF
(C_{oss})	输出电容	-	696	930	pF
(C_{rss})	反向传输电容	-	29	50	pF
(R_{g})	栅极电阻	-	0.1	0.7	3.6	Ω

4. 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}=50V)，(I{D}=16A)，(V{GS}=10V)，(R{GEN}=6Ω)	-	18	-	ns
(t_{r})	上升时间	-	-	17	-	ns
(t_{d(off)})	关断延迟时间	-	-	45	-	ns
(t_{f})	下降时间	-	-	12	-	ns
(Q_{g})	总栅极电荷	(V_{GS}=0V) 到 (10V)	-	62	-	nC
		(V_{GS}=0V) 到 (5V)	-	25	35	nC
(Q_{gs})	栅源电荷	-	12.9	-	nC
(Q_{gd})	栅漏 “米勒” 电荷	-	9.2	-	nC

5. 漏源二极管特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{SD})	源漏二极管正向电压	(V{GS}=0V)，(I{S}=2.1A)（注 2）	0.69	-	1.2	V
		(V{GS}=0V)，(I{S}=16A)（注 2）	0.78	-	1.3	V
(t_{rr})	反向恢复时间	(I_{F}=16A)，(di/dt = 100A/μs)	69	-	110	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷	-	94	150	nC

四、典型特性曲线

文档中给出了一系列典型特性曲线，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、源漏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、结到环境的瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师更直观地了解该 MOSFET 在不同工作条件下的性能表现。

五、封装标记和订购信息

器件标记	器件	封装	卷盘尺寸	胶带宽度	数量
FDMS86150ET	FDMS86150ET100	Power 56	13’’	12mm	3000 单位

六、注意事项

1. (R_{θJA}) 的值与器件安装的电路板设计有关，在 1 (in^2) 2 oz 铜焊盘上为 45°C/W，在最小 2 oz 铜焊盘上为 115°C/W。
2. 脉冲测试条件为脉冲宽度 < 300μs，占空比 < 2.0%。
3. (E{AS}) 为 726 mJ 是基于特定条件（(T{J}=25°C)，(L = 3mH)，(I{AS}=22A)，(V{DO}=100V)，(V{GS}=10V)），且在 (L = 0.1mH)，(I{AS}=69A) 时进行 100% 测试。
4. 脉冲 (I_{D}) 详情需参考图 11 的 SOA 曲线。
5. 计算的连续电流仅受最大结温限制，实际连续电流受热和机电应用电路板设计限制。

电子工程师在使用 FDMS86150ET100 MOSFET 时，需综合考虑上述各项参数和特性，结合具体应用场景进行设计，以确保系统的性能和可靠性。你在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的参数选择难题呢？欢迎在评论区分享你的经验。