FDMS7608S双N沟道PowerTrench® MOSFET：性能解析与应用指南

一、引言

在电子工程师的日常设计中，MOSFET是不可或缺的重要元件。今天我们要深入探讨的是FDMS7608S双N沟道PowerTrench® MOSFET，它在多个领域有着广泛的应用。随着半导体技术的不断发展，了解这类高性能MOSFET的特性和应用，对于提升设计的效率和性能至关重要。

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二、产品背景

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，将原编号中的下划线（_）改为破折号（-）。大家可通过ON Semiconductor网站（www.onsemi.com）核实更新后的设备编号。

三、FDMS7608S概述

3.1 基本参数

FDMS7608S包含两个专门的N沟道MOSFET，采用双MLP封装。

• Q1：30 V，22 A，10.0 mΩ
• Q2：30 V，30 A，6.3 mΩ

3.2 特点

• 低导通电阻：在不同的栅源电压和漏极电流条件下，Q1和Q2都能保持较低的导通电阻，有助于降低功率损耗。例如，Q1在$V{GS}=10 V$，$I{D}=12 A$时，最大$r{DS(on)}=10.0 mΩ$；Q2在$V{GS}=10 V$，$I{D}=15 A$时，最大$r{DS(on)}=6.3 mΩ$。
• 符合RoHS标准：满足环保要求，适用于对环保有严格要求的应用场景。

四、电气特性

4.1 最大额定值

符号	参数	Q1	Q2	单位
$V_{DS}$	漏源电压	30	30	V
$V_{GS}$	栅源电压	±20	±20	V
$I_{D}$	连续漏极电流（封装限制）	不同条件下有不同值	不同条件下有不同值	A
$E_{AS}$	单脉冲雪崩能量	29	33	mJ
$P_{D}$	单操作功率耗散	不同条件下有不同值	不同条件下有不同值	W
$T{J}, T{STG}$	工作和存储结温范围	-55 至 +150	-55 至 +150	°C

4.2 电气特性详细参数

4.2.1 关断特性

• 漏源击穿电压：在特定测试条件下，Q1的漏源击穿电压为30 V。
• 系数$Delta BV_{DSS}$：Q1和Q2在特定条件下有相应的系数值。
• 漏电流$I{DSS}$：在$V{DS}=24 V$，$V_{GS}=0 V$时，Q1和Q2的漏电流较小。
• 栅源漏电流$I{GSS}$：在$V{GS}=20 V$，$V_{DS}=0 V$时，Q1和Q2的栅源漏电流为100 nA。

4.2.2 导通特性

• 栅源阈值电压：Q1和Q2的栅源阈值电压在一定范围内，如Q1在特定条件下为1.2 - 3.0 V。
• 栅源阈值电压温度系数：Q1和Q2在不同条件下有相应的温度系数。
• 导通电阻$r_{DS(on)}$：不同的栅源电压和漏极电流条件下，Q1和Q2的导通电阻不同，且受温度影响。

4.2.3 动态特性

• 输入电容$C_{iss}$：Q1和Q2在特定条件下有不同的输入电容值。
• 输出电容$C_{oss}$：Q2在特定条件下有相应的输出电容值。
• 反向传输电容$C_{rss}$：Q1和Q2在特定条件下有不同的反向传输电容值。
• 栅极电阻$R_{g}$：Q1和Q2的栅极电阻在一定范围内。

4.2.4 开关特性

• 开通延迟时间$t_{d(on)}$：Q1和Q2的开通延迟时间为7 - 14 ns。
• 上升时间$t_{r}$：在特定测试条件下，Q1和Q2的上升时间为3 - 10 ns。
• 关断延迟时间$t_{d(off)}$：Q2的关断延迟时间为19 - 36 ns。
• 下降时间$t_{f}$：Q2的下降时间为2 - 10 ns。
• 总栅极电荷$Q_{g(TOT)}$：在不同的栅源电压变化范围内，Q1和Q2有不同的总栅极电荷值。
• 栅源电荷$Q{gs}$和栅漏“米勒”电荷$Q{gd}$：Q2有相应的电荷值。

4.2.5 漏源二极管特性

• 源漏二极管正向电压$V_{SD}$：在不同的源极电流条件下，Q1和Q2的源漏二极管正向电压不同。
• 反向恢复时间$t{rr}$和反向恢复电荷$Q{rr}$：Q1和Q2在特定条件下有相应的反向恢复时间和电荷值。

五、典型特性

5.1 Q1典型特性

• 导通区域特性：不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系曲线展示了Q1在导通区域的性能。
• 归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系：反映了导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化情况。
• 归一化导通电阻与结温的关系：体现了结温对导通电阻的影响。
• 导通电阻与栅源电压的关系：有助于工程师选择合适的栅源电压以获得较低的导通电阻。
• 传输特性：展示了漏极电流与栅源电压的关系。
• 源漏二极管正向电压与源极电流的关系：了解源漏二极管在不同源极电流下的正向电压特性。
• 栅极电荷特性：不同漏源电压下，栅极电荷与栅源电压的关系。
• 电容与漏源电压的关系：输入电容、输出电容和反向传输电容随漏源电压的变化。
• 无钳位电感开关能力：体现了Q1在无钳位电感开关情况下的性能。
• 最大连续漏极电流与壳温的关系：帮助工程师确定在不同壳温下的最大连续漏极电流。
• 正向偏置安全工作区：明确了Q1在正向偏置下的安全工作范围。
• 单脉冲最大功率耗散：展示了单脉冲情况下的最大功率耗散能力。
• 结到环境的瞬态热响应曲线：反映了结到环境的热阻抗随脉冲持续时间的变化。

5.2 Q2典型特性

与Q1类似，Q2也有一系列典型特性曲线，包括导通区域特性、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，这些特性曲线为工程师在设计中选择合适的工作点提供了重要参考。

5.3 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，其反向恢复特性和反向泄漏特性在相关曲线中有所体现。需要注意的是，肖特基势垒二极管在高温和高反向电压下会出现显著的泄漏，这会增加器件的功率损耗。

六、应用领域

• 计算领域：可用于笔记本电脑的VCORE等电源电路中，提供高效的功率转换。
• 通信领域：在通信设备的电源管理中发挥作用，确保稳定的电源供应。
• 通用负载点应用：满足各种通用负载的电源需求。

七、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
FDMS7608S	FDMS7608S	Power 56	13 ”	12 mm	3000 单位

八、注意事项

• 由于ON Semiconductor产品管理系统的限制，Fairchild部分零件编号需将下划线改为破折号，使用时要注意核实更新后的编号。
• “典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能也会随时间变化，所有工作参数都需要由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。
• ON Semiconductor产品不适合用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备等关键应用，如果用于此类非预期或未经授权的应用，买方需承担相应责任。

九、总结

FDMS7608S双N沟道PowerTrench® MOSFET以其低导通电阻、良好的开关特性和丰富的电气特性，在多个领域有着广泛的应用前景。电子工程师在设计过程中，应充分了解其各项特性，结合实际应用需求，合理选择工作参数，以实现高效、稳定的电路设计。大家在实际应用中遇到过哪些关于MOSFET的问题呢？欢迎在评论区分享交流。