onsemi FDMC8651 N 沟道 MOSFET 深度解析

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的功率开关器件，其性能直接影响到整个电路的效率和稳定性。今天，我们就来深入探讨 onsemi 的 FDMC8651 N 沟道 MOSFET，看看它究竟有哪些独特之处。

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1. 器件概述

FDMC8651 专为提高 DC/DC 转换器的效率而设计。通过采用新的 MOSFET 制造技术，对栅极电荷和电容的各个组成部分进行了优化，有效降低了开关损耗。低栅极电阻和极低的米勒电荷，使其在自适应和固定死区时间栅极驱动电路中都能表现出色。同时，它保持了极低的 (r_{DS}(on))，是一款亚逻辑电平器件。

2. 关键特性

2.1 低导通电阻

• 在 (V{GS}=4.5 V)，(I{D}=15 A) 时，最大 (r{DS}(on)=6.1 mOmega)；在 (V{GS}=2.5 V)，(I{D}=12 A) 时，最大 (r{DS}(on)=9.3 mOmega)。低导通电阻可以减少导通损耗，提高电路效率，这在大功率应用中尤为重要。

  2.2 低外形封装

  采用 Power 33 封装，最大高度仅为 1 mm，适合对空间要求较高的应用场景。

  2.3 环保特性

  100% 经过 UIL 测试，无铅、无卤且符合 RoHS 标准，满足环保要求。

3. 应用场景

3.1 同步整流

在 DC/DC 转换器中，同步整流可以提高转换效率，FDMC8651 的低导通电阻和快速开关特性使其非常适合用于同步整流电路。

3.2 3.3 V 输入同步降压开关

可用于将 3.3 V 输入电压转换为更低的电压，为后续电路提供稳定的电源。

4. 绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Value	Unit
(V_{DS})	漏源电压	30	V
(V_{GS})	栅源电压	± 12	V
(I_{D})	连续（注 1a）/脉冲电流	15 / 60	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注 3）	128	mJ
(P_{D})	功率耗散（(T{C}=25^{circ}C) / (T{A}=25^{circ}C)）	41 / 2.3	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	–55 至 +150	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

5. 热特性

热阻是衡量器件散热能力的重要指标。在 (T{A}=25^{circ}C) 时，(R{theta JA}) 是在器件安装在 (1in^2) 2 oz 铜焊盘的 1.5 x 1.5 in. FR - 4 材料电路板上确定的，而 (R_{theta CA}) 则由用户的电路板设计决定。

6. 电气特性

6.1 关断特性

• 漏源击穿电压 (BVDSS)：在 (I{D}=250 mu A)，(V{GS}=0 V) 时为 30 V。
• 击穿电压温度系数 (BVDSS / T{J})：在 (I{D}=250 mu A) 时为 27.5 mV/°C。
• 零栅压漏电流 (IDSS)：在 (V{DS}=24 V)，(V{GS}=0 V) 时为 1 (mu A)。
• 栅源泄漏电流 (IGSS)：在 (V{GS}= ±12 V)，(V{DS}=0 V) 时为 ±100 nA。

  6.2 导通特性

• 栅源阈值电压：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250 mu A) 时为 1.1 V。
• 不同条件下的导通电阻 (r{DS}(on))：在 (V{GS}=4.5 V)，(I{D}=15 A) 时为 6.2 - 6.3 mOmega；在 (V{GS}=2.5 V)，(I_{D}=12 A) 时为 9.3 mOmega。
• 跨导 (g_{fs})：典型值为 91 S。

  6.3 动态特性

• 输入电容 (C_{iss})：典型值为 2530 pF。
• 栅极电阻 (R_{g})：文档未给出具体值，在实际应用中需要关注其对开关速度的影响。

  6.4 开关特性

• 导通延迟时间 (t{d(on)})：在 (V{DD}=15 V)，(I_{D}=15 A) 时为 18 ns。
• 上升时间：为 9 ns。
• 下降时间：为 6 ns。
• 栅漏“米勒”电荷：文档未给出具体值，它会影响开关过程中的功耗。

  6.5 漏源二极管特性

• 正向电压：在 (V{GS}=0 V)，(I{S}=1.7 A) 时为 0.7 - 1.2 V。
• 反向恢复时间 (t{rr})：在 (I{F}=15 A)，(di / dt = 100 A / mu s) 时为 55 ns。
• 反向恢复电荷 (Q_{rr})：为 30 nC。

7. 典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，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。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能，从而进行合理的设计。例如，通过观察导通电阻与结温的关系曲线，工程师可以预测在不同温度下器件的功耗，进而优化散热设计。

8. 封装信息

FDMC8651 采用 PQFN8 3.3X3.3, 0.65P 封装（CASE 483AK），文档详细给出了封装的尺寸信息和推荐的焊盘布局。在进行 PCB 设计时，需要严格按照这些信息进行布局，以确保器件的正常安装和性能。

9. 订购信息

该器件的订购型号为 FDMC8651，采用 PQFN8 无铅/无卤封装，每盘 3000 个，以卷带形式包装。

在实际应用中，电子工程师需要根据具体的设计需求，综合考虑 FDMC8651 的各项特性，合理选择工作条件，以充分发挥其性能优势。同时，要注意遵守器件的最大额定值，避免因过压、过流等情况损坏器件。大家在使用 FDMC8651 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。