深入解析FDMS7660 N-Channel PowerTrench® MOSFET

在电子设计领域，MOSFET作为关键的功率器件，对电路的性能起着至关重要的作用。今天，我们将深入探讨Fairchild（现属ON Semiconductor）的FDMS7660 N-Channel PowerTrench® MOSFET，了解其特性、参数及应用。

文件下载：FDMS7660-D.pdf

一、产品背景与更名说明

Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分。由于系统要求，部分Fairchild可订购的产品编号需要更改。具体来说，Fairchild产品编号中的下划线（_）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。

二、FDMS7660 MOSFET特性

2.1 先进设计与高性能

• 低导通电阻与高效率：采用先进的封装和硅技术组合，实现了低的导通电阻 (r_{DS(on)})，有助于提高电路效率，减少功率损耗。
• 增强型体二极管技术：下一代增强型体二极管技术，具有软恢复特性，在同步降压转换器应用中能提供类似肖特基二极管的性能，同时将电磁干扰（EMI）降至最低。
• 稳健封装设计：MSL1稳健封装设计，提高了器件的可靠性和稳定性。
• 测试保证：经过100% UIL测试，确保产品质量。
• 环保合规：符合RoHS标准，满足环保要求。

2.2 优化设计目标

该N沟道MOSFET专为提高DC/DC转换器的整体效率和最小化开关节点振铃而设计。它在低栅极电荷、低导通电阻、快速开关速度和体二极管反向恢复性能方面进行了优化。

三、应用领域

• 笔记本电脑IMVP Vcore开关：为笔记本电脑的核心供电电路提供高效的开关功能。
• 台式机和服务器VRM Vcore开关：满足台式机和服务器电源管理的需求。
• OringFET/负载开关：可用于电源切换和负载管理。
• DC - DC转换：在各种直流电源转换电路中发挥重要作用。

四、关键参数

4.1 最大额定值

符号	参数	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压	30 V	V
(V_{GS})	栅源电压（注4）	±20 V	V
(I_{D})	漏极电流 - 连续（封装限制，(T_C = 25^{circ}C)）	42 A	A
(I_{D})	漏极电流 - 连续（硅限制，(T_C = 25^{circ}C)）	144 A	A
(I_{D})	漏极电流 - 连续（(T_A = 25^{circ}C)，注1a）	25 A	A
(I_{D})	漏极脉冲电流	150 A	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）	128 mJ	mJ
(P_{D})	功率耗散（(T_C = 25^{circ}C)）	78 W	W
(P_{D})	功率耗散（(T_A = 25^{circ}C)，注1a）	2.5 W	W
(TJ, T{STG})	工作和存储结温范围	-55 至 +150 °C	°C

4.2 热特性

符号	参数	值	单位
(R_{theta JC})	结到外壳的热阻	1.6 °C/W	°C/W
(R_{theta JA})	结到环境的热阻（注1a）	50 °C/W	°C/W

4.3 电气特性

4.3.1 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	(ID = 250 mu A, V{GS} = 0 V)	30	-	-	V
(frac{Delta BV_{DSS}}{Delta T_J})	击穿电压温度系数	(I_D = 250 mu A)，参考25 °C	-	17	-	mV/°C
(I_{DSS})	零栅压漏极电流	(V{DS} = 24 V, V{GS} = 0 V)	-	-	1	(mu A)
(I_{GSS})	栅源正向泄漏电流	(V{GS} = 20 V, V{DS} = 0 V)	-	-	100	nA

4.3.2 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 = 250 mu A)	1.25	1.9	3.0	V
(frac{Delta V_{GS(th)}}{Delta T_J})	栅源阈值电压温度系数	(I_D = 250 mu A)，参考25 °C	-	-7	-	mV/°C
(r_{DS(on)})	静态漏源导通电阻	(V_{GS} = 10 V, I_D = 25 A)	-	1.9	2.8	mΩ
(r_{DS(on)})	静态漏源导通电阻	(V_{GS} = 4.5 V, I_D = 19 A)	-	2.7	3.5	mΩ
(r_{DS(on)})	静态漏源导通电阻	(V_{GS} = 10 V, I_D = 25 A, T_J = 125 °C)	-	2.5	3.7	mΩ
(g_{FS})	正向跨导	(V_{DS} = 5 V, I_D = 25 A)	-	250	-	S

4.3.3 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} = 15 V, V{GS} = 0 V, f = 1 MHz)	4185	-	5565	pF
(C_{oss})	输出电容	-	1380	-	1830	pF
(C_{rss})	反向传输电容	-	125	-	190	pF
(R_g)	栅极电阻	-	0.9	-	2.0	Ω

4.3.4 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} = 15 V, ID = 25A, V{GS} = 10 V, R_{GEN} = 6 Ω)	-	17	31	ns
(t_{r})	上升时间	-	9	18	ns
(t_{d(off)})	关断延迟时间	-	37	60	ns
(t_{f})	下降时间	-	7	13	ns
(Q_g)	总栅极电荷	(V{GS} = 0 V) 到 10 V，(V{DD} = 15 V, I_D = 25 A)	60	-	84	nC
(Q_g)	总栅极电荷	(V_{GS} = 0 V) 到 4.5 V	27	-	38	nC
(Q_{gs})	栅源电荷	-	12.3	-	nC
(Q_{gd})	栅漏“米勒”电荷	-	7.2	-	nC

4.3.5 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} = 0 V, I_S = 2.1 A)（注2）	0.7	-	0.95	V
(V_{SD})	源漏二极管正向电压	(V_{GS} = 0 V, I_S = 25 A)（注2）	0.8	-	1.1	V
(t_{rr})	反向恢复时间	(I_F = 25 A, di/dt = 100 A/mu s)	46	-	74	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷	-	26	-	42	nC
(t_a)	反向恢复下降时间	-	19	-	nC
(t_b)	反向恢复上升时间	-	27	-	nC
(S)	软度（(t_b/t_a)）	-	1.4	-	-
(t_{rr})	反向恢复时间	(I_F = 25 A, di/dt = 300 A/mu s)	36	-	58	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷	(I_F = 25 A, di/dt = 300 A/mu s)	43	-	68	nC

五、典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，展示了该MOSFET在不同条件下的性能表现，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。这些曲线对于工程师在实际设计中评估器件性能和选择合适的工作点非常有帮助。

六、封装与订购信息

器件标记	器件	封装	卷盘尺寸	胶带宽度	数量
FDMS7660	FDMS7660	Power 56	13 ”	12 mm	3000 单位

七、注意事项

• 命名更改：注意Fairchild产品编号中因系统要求的更名情况。
• 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。
• 参数验证：“典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能也可能随时间变化。所有工作参数，包括“典型值”，都必须由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

通过对FDMS7660 N-Channel PowerTrench® MOSFET的详细分析，我们可以看到它在功率转换领域具有诸多优势。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，结合这些参数和特性，合理选择和使用该器件。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。