onsemi FDMC86520L N-Channel MOSFET深度解析

在电子设计领域，MOSFET是至关重要的元件，它广泛应用于各类电源电路中。今天，我们要深入探讨的是安森美（onsemi）的FDMC86520L N-Channel MOSFET，看看它有哪些独特之处。

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一、产品概述

FDMC86520L专为提升DC/DC转换器的整体效率和减少开关节点振铃而设计，适用于同步或传统开关PWM控制器。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等方面进行了优化。

二、关键特性

（一）低导通电阻

• 在 (V{GS}=10 V)，(I{D}=13.5 A) 时，最大 (r_{DS}(on)=7.9 mOmega)；
• 在 (V{GS}=4.5 V)，(I{D}=11.5 A) 时，最大 (r_{DS}(on)=11.7 mOmega)。 低导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗更小，有助于提高电路的效率。

（二）低外形设计

最大厚度仅为1mm，采用Power 33封装，适合对空间要求较高的应用。

（三）可靠性高

经过100% UIL测试，并且符合无铅、无卤和RoHS标准，能在不同环境下稳定工作。

三、应用领域

• 隔离式DC - DC的初级开关：在隔离式电源中，该MOSFET可作为初级开关，利用其低导通电阻和快速开关速度，提高电源的转换效率。
• 同步整流负载开关：在同步整流电路中，能有效降低整流损耗，提升系统的整体性能。

四、电气特性

（一）最大额定值

参数	符号	额定值	单位
漏源电压	(V_{DS})	60	V
栅源电压	(V_{GS})	±20	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	22	A
连续漏极电流（(T_{A}=25^{circ}C)）	(I_{D})	13.5	A
脉冲漏极电流	(I_{D})	60	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	79	mJ
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	40	W
功率耗散（(T_{A}=25^{circ}C)）	(P_{D})	2.3	W
工作和存储结温范围	(T{J}, T{STG})	-55 至 +150	°C

（二）静态特性

• 关断特性：
  • 漏源击穿电压 (B{V D S S}) 在 (I{D}=250 mu A)，(V_{GS}=0 V) 时为60V，且击穿电压温度系数为29mV/°C。
  • 零栅压漏极电流 (I{D S S}) 在 (V{D S}=48 V)，(V_{G S}=0 V) 时为1 (mu A)。
  • 栅源泄漏电流 (I{G S S}) 在 (V{G S}=±20 V)，(V_{D S}=0 V) 时为 ±100 nA。
• 导通特性：
  • 栅源阈值电压 (V{G S}(t h)) 在 (V{G S}=V{D S})，(I{D}=250 mu A) 时，范围为1 - 3V，且阈值电压温度系数为 -7mV/°C。
  • 静态漏源导通电阻 (r{D S}(o n)) 在不同条件下有不同值，如 (V{G S}=10 V)，(I_{D}=13.5 A) 时，典型值为6.5 (mOmega)，最大值为7.9 (mOmega)。

（三）动态特性

• 电容特性：
  • 输入电容 (C{i s s}) 在 (V{D S}=30 V)，(V_{G S}=0 V)，(f = 1 MHz) 时，范围为3420 - 4550 pF。
  • 输出电容 (C_{o s s}) 范围为638 - 850 pF。
  • 反向传输电容 (C_{r s s}) 范围为25 - 40 pF。
• 开关特性：
  • 开启延迟时间 (t{d}(o n)) 在 (V{D D}=30 V)，(I{D}=13.5 A)，(V{G S}=10 V)，(R_{G E N}=6 Omega) 时，范围为15 - 30 ns。
  • 上升时间 (t_{r}) 范围为5.2 - 10 ns。
  • 关断延迟时间 (t_{d}(o f f)) 范围为32 - 55 ns。
  • 下降时间 (t_{f}) 范围为3.4 - 10 ns。
• 栅极电荷特性：
  • 总栅极电荷 (Q{g}(T O T)) 在 (V{G S}=0 V) 至10 V，(V{D D}=30 V)，(I{D}=13.5 A) 时，范围为45 - 64 nC。
  • 栅源总电荷 (Q_{g s}) 为9.6 nC。
  • 栅漏 “米勒” 电荷 (Q_{g d}) 为4.9 nC。

（四）漏源二极管特性

• 源漏二极管正向电压 (V{S D}) 在 (V{G S}=0 V)，(I{S}=13.5 A) 时，范围为0.82 - 1.3 V；在 (V{G S}=0 V)，(I_{S}=2 A) 时，范围为0.71 - 1.2 V。
• 反向恢复时间 (t{r r}) 在 (I{F}=13.5 A)，(d i / d t = 100 A / mu s) 时，范围为38 - 62 ns。
• 反向恢复电荷 (Q_{r r}) 范围为21 - 34 nC。

五、热特性

• 结到壳的热阻 (R_{J C}) 为3.1 °C/W。
• 结到环境的热阻 (R_{J A}) 在不同条件下有所不同，当安装在1 (in^{2}) 的2 oz铜焊盘上时为53 °C/W，安装在最小的2 oz铜焊盘上时为125 °C/W。热阻的大小直接影响MOSFET的散热性能，在设计电路时需要充分考虑。

六、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，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等。这些曲线能帮助工程师更好地了解MOSFET在不同工作条件下的性能，从而进行更合理的电路设计。

七、订购信息

器件	器件标记	封装类型	卷轴尺寸	胶带宽度	包装数量
FDMC86520L	FDMC86520L	WDFN8 3.3x3.3, 0.65P Power 33（无铅、无卤）	13”	12 mm	3000 / 带盘

八、总结

FDMC86520L N-Channel MOSFET凭借其低导通电阻、快速开关速度和良好的热性能等优势，在DC/DC转换器等应用中具有很大的潜力。电子工程师在设计电路时，可以根据其电气特性和热特性，合理选择工作条件，以充分发挥该MOSFET的性能。同时，要注意其最大额定值，避免因超过极限条件而损坏器件。大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。