深入解析FDMS0308AS N - 通道PowerTrench® SyncFET™

一、背景与概述

Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分，在系统整合过程中，部分Fairchild可订购的零件编号需更改以符合ON Semiconductor的系统要求，例如原编号中的下划线（_）将改为破折号（ - ）。今天要介绍的FDMS0308AS是一款N - 通道PowerTrench® SyncFET™，它在功率转换应用中有着出色的表现。

文件下载：FDMS0308AS-D.pdf

二、产品特性

2.1 低导通电阻

• 在(V{GS}=10V)，(I{D}=24A)时，最大(r{DS(on)} = 2.8mΩ)；在(V{GS}=4.5V)，(I{D}=21A)时，最大(r{DS(on)} = 3.5mΩ)。这种低导通电阻特性大大降低了功率损耗，提高了能源效率。大家可以思考一下，在实际的电路设计中，低导通电阻能为我们带来哪些具体的优势呢？

  2.2 先进的封装与硅技术结合

  采用先进的封装和硅技术组合，实现了低(r_{DS(on)})和高效率。同时，具备SyncFET肖特基体二极管，有助于提升整体性能。

  2.3 其他特性

• MSL1稳健的封装设计，保证了产品的可靠性。
• 经过100% UIL测试，质量有保障。
• 符合RoHS标准，环保可靠。

三、应用领域

3.1 DC/DC转换器同步整流

在DC/DC转换器中，FDMS0308AS可作为同步整流器，有效提高转换效率，降低功耗。

3.2 笔记本Vcore/GPU低端开关

为笔记本电脑的Vcore和GPU提供稳定的电源开关控制，确保设备的稳定运行。

3.3 网络负载点低端开关

在网络设备中，用于负载点的电源开关，保障网络设备的正常工作。

3.4 电信二次侧整流

在电信设备的二次侧整流电路中发挥重要作用，提高电源质量。

四、电气特性

4.1 关断特性

• 漏源击穿电压(BV{DSS})：在(I{D}=1mA)，(V_{GS}=0V)时为30V。
• 击穿电压温度系数(Delta BV{DSS}/Delta T{J})：在(I_{D}=10mA)，参考25°C时为19mV/°C。
• 零栅压漏电流(I{DSS})：在(V{DS}=24V)，(V_{GS}=0V)时最大为500μA。
• 栅源正向泄漏电流(I{GSS})：在(V{GS}=20V)，(V_{DS}=0V)时最大为100nA。

  4.2 导通特性

• 栅源阈值电压(V{GS(th)})：在(V{GS}=V{DS})，(I{D}=1mA)时，范围为1.2 - 3.0V。
• 栅源阈值电压温度系数(Delta V{GS(th)}/Delta T{J})：在(I_{D}=10mA)，参考25°C时为 - 5mV/°C。
• 静态漏源导通电阻(r{DS(on)})：不同条件下有不同的值，如(V{GS}=10V)，(I_{D}=24A)时为2.2 - 2.8mΩ等。
• 正向跨导(g{FS})：在(V{DS}=5V)，(I_{D}=24A)时为145S。

  4.3 动态特性

• 输入电容(C{iss})：在(V{DS}=15V)，(V_{GS}=0V)，(f = 1MHz)时为2255 - 3000pF。
• 输出电容(C_{oss})：为815 - 1085pF。
• 反向传输电容(C_{rss})：为85 - 125pF。
• 栅极电阻(R_{g})：为1.0 - 2.5Ω。

  4.4 开关特性

• 开通延迟时间(t{d(on)})：在(V{DD}=15V)，(I{D}=24A)，(V{GS}=10V)，(R_{GEN}=6Ω)时为11 - 19ns。
• 上升时间(t_{r})：为4.5 - 10ns。
• 关断延迟时间(t_{d(off)})：为29 - 46ns。
• 下降时间(t_{f})：为3.7 - 10ns。
• 总栅极电荷(Q{g})：不同条件下有不同的值，如(V{GS}=0V)到10V，(V{DD}=15V)，(I{D}=24A)时为34 - 47nC等。

  4.5 漏源二极管特性

• 源漏二极管正向电压(V{SD})：在(V{GS}=0V)，(I{S}=2A)时为0.62 - 0.8V；在(V{GS}=0V)，(I_{S}=24A)时为0.8 - 1.2V。
• 反向恢复时间(t{rr})：在(I{F}=24A)，(di/dt = 300A/μs)时为26 - 42ns。
• 反向恢复电荷(Q_{rr})：为27 - 44nC。

五、典型特性

5.1 导通区域特性

通过不同(V{GS})下的漏极电流与漏源电压关系曲线，我们可以直观地了解器件在导通区域的性能。例如，随着(V{GS})的增加，漏极电流也相应增加。

5.2 归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压关系

从曲线中可以看出，导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化情况。在实际设计中，我们可以根据这些特性来选择合适的工作点，以达到最佳的性能。

5.3 归一化导通电阻与结温关系

结温对导通电阻有一定的影响，随着结温的升高，导通电阻会有所增加。在设计散热方案时，需要考虑这一因素。

5.4 导通电阻与栅源电压关系

不同结温下，导通电阻随栅源电压的变化曲线，为我们在选择栅源电压时提供了参考。

5.5 传输特性

展示了漏极电流与栅源电压在不同结温下的关系，有助于我们了解器件的放大特性。

5.6 源漏二极管正向电压与源电流关系

体现了源漏二极管在不同温度下的正向电压特性，对于二极管的应用设计有重要意义。

5.7 栅极电荷特性

反映了栅极电荷与栅源电压和漏源电压的关系，对于开关速度和功耗的设计有指导作用。

5.8 电容与漏源电压关系

电容值随漏源电压的变化情况，在高频电路设计中需要关注这些电容特性。

5.9 非钳位电感开关能力

展示了器件在不同结温下的雪崩电流与雪崩时间的关系，体现了器件的抗雪崩能力。

5.10 最大连续漏极电流与壳温关系

明确了在不同壳温下器件的最大连续漏极电流，为散热设计和电流选型提供依据。

5.11 正向偏置安全工作区

规定了器件在不同脉冲宽度和漏源电压下的安全工作范围，避免器件损坏。

5.12 单脉冲最大功率耗散

给出了单脉冲情况下，不同脉冲宽度对应的最大功率耗散，有助于我们合理设计脉冲电路。

5.13 结到环境瞬态热响应曲线

反映了在不同占空比和脉冲持续时间下，结到环境的热阻抗变化情况，对于热设计非常重要。

六、SyncFET肖特基体二极管特性

Fairchild的SyncFET工艺在PowerTrench MOSFET中嵌入了肖特基二极管，其特性类似于与MOSFET并联的分立外部肖特基二极管。从反向恢复特性曲线可以看出其反向恢复时间等参数，同时，肖特基势垒二极管在高温和高反向电压下会有显著的泄漏电流，这会增加器件的功耗，在设计时需要特别注意。

七、封装信息

该器件采用PQFN8 5X6，1.27P CASE 483AE封装，文档中给出了详细的封装尺寸和相关说明，在进行PCB设计时，需要严格按照这些尺寸进行布局，同时要注意在禁止布线区域内不要有走线和过孔。

八、注意事项

ON Semiconductor对产品有相关的声明，产品可能会在不另行通知的情况下进行更改，且不保证产品适用于特定用途，也不承担因产品应用或使用而产生的任何责任。此外，产品不适合用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备等特定应用，如果买方将产品用于非授权应用，需承担相应的责任。

在实际的电子设计中，我们需要充分了解FDMS0308AS的各项特性，结合具体的应用需求，合理选择和使用该器件，以达到最佳的设计效果。大家在使用这款器件的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。