深入解析 onsemi FDMA3023PZ：一款适用于超便携设备的高性能 MOSFET

在电子设备小型化、高性能化的今天，对于电子工程师而言，选择合适的 MOSFET 至关重要。今天我们就来深入探讨 onsemi 的 FDMA3023PZ 这款双 P 沟道 MOSFET，看看它在超便携应用中能带来怎样的表现。

文件下载：FDMA3023PZ-D.pdf

产品概述

FDMA3023PZ 专为手机和其他超便携应用中的电池充电开关设计，采用单封装解决方案。它集成了两个独立的 P 沟道 MOSFET，具备低导通电阻特性，可有效降低传导损耗。并且在典型的共源配置下，能够实现双向电流流动。其采用的 MicroFET 2X2 封装，在较小的物理尺寸下提供了出色的热性能，非常适合线性模式应用。

关键特性

低导通电阻

FDMA3023PZ 在不同的栅源电压（$V{GS}$）和漏极电流（$I{D}$）条件下，展现出了低导通电阻的特性：

• 在 $V{GS} = -4.5 V$，$I{D} = -2.9 A$ 时，最大 $R_{DS(on)} = 90 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -2.5 V$，$I{D} = -2.6 A$ 时，最大 $R_{DS(on)} = 130 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -1.8 V$，$I{D} = -1.7 A$ 时，最大 $R_{DS(on)} = 170 mΩ$；
• 在 $V{GS} = -1.5 V$，$I{D} = -1.0 A$ 时，最大 $R_{DS(on)} = 240 mΩ$。

这种低导通电阻特性有助于减少功率损耗，提高系统效率，对于电池供电的超便携设备来说尤为重要。你在设计超便携设备时，是否会优先考虑低导通电阻的 MOSFET 呢？

低外形封装

该器件采用了 MicroFET™ 2 × 2 mm 的新封装，最大高度仅为 0.8 mm，非常适合对空间要求苛刻的应用。这种低外形封装不仅节省了电路板空间，还能降低设备的整体厚度。

ESD 保护

具备 HBM ESD 保护大于 2 kV，能有效防止静电对器件造成损坏，提高了器件的可靠性和稳定性。在实际应用中，静电问题常常会对电子设备造成损害，你在设计中是如何应对静电问题的呢？

环保特性

FDMA3023PZ 是无铅、无卤化物的，并且符合 RoHS 标准，不含有卤化化合物和氧化锑，符合环保要求。

绝对最大额定值

在使用 FDMA3023PZ 时，需要注意其绝对最大额定值，以确保器件的正常工作和可靠性。以下是一些关键的绝对最大额定值：	符号	参数	值	单位
$V_{DS}$	漏源电压	-30	V
$V_{GS}$	栅源电压	± 8	V
$I_{D}$	漏极电流 - 连续（注 1a） - 脉冲	-2.9 - 6	A
$P_{D}$	功率耗散 $T_{A} = 25 °C$（注 1a）	1.4	W
功率耗散 $T_{A} = 25 °C$（注 1b）	0.7
$T{J}, T{stg}$	工作和存储结温范围	-55 至 +150	°C

超过这些额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。你在设计电路时，是否会仔细考虑这些额定值呢？

热特性

热特性对于 MOSFET 的性能和可靠性至关重要。FDMA3023PZ 的热阻会受到封装方式和工作模式的影响：	符号	参数	值	单位
$R_{θJA}$	单操作时，结到环境的热阻（注 1a）	86	°C/W
$R_{θJA}$	单操作时，结到环境的热阻（注 1b）	173	°C/W
$R_{θJA}$	双操作时，结到环境的热阻（注 1c）	69	°C/W
$R_{θJA}$	双操作时，结到环境的热阻（注 1d）	151	°C/W

在实际应用中，需要根据具体的工作条件和散热要求来选择合适的封装方式和散热措施。你在设计散热方案时，会考虑哪些因素呢？

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（$BVDSS$）：在 $I{D} = -250 μA$，$V{GS} = 0 V$ 时，为 -30 V。
• 击穿电压温度系数（$BVDSS TJ$）：在 $I_{D} = -250 μA$，参考温度为 25°C 时，为 -24 mV/°C。
• 零栅压漏极电流（$IDSS$）：在 $V{DS} = -24 V$，$V{GS} = 0 V$ 时，为 -1 A；在 $V{GS} = ±8 V$，$V{DS} = 0 V$ 时，为 ±100 nA。
• 栅源泄漏电流（$IGSS$）：具体数值在文档中有相关说明。

导通特性

• 栅源阈值电压（$VGS(th)$）：在 $V{GS} = V{DS}$，$I_{D} = -250 μA$ 时，范围为 -0.4 至 -1.0 V。
• 栅源阈值电压温度系数（$Delta V{GS}(th) / Delta T{J}$）：在 $I_{D} = -250 μA$，参考温度为 25°C 时，为 3 mV/°C。
• 静态漏源导通电阻（$RDS(on)$）：在不同的 $V{GS}$ 和 $I{D}$ 条件下有不同的值，具体如前面所述。
• 正向跨导（$gFs$）：在 $V{DS} = -5 V$，$I{D} = -2.9 A$ 时，为 10 S。

动态特性

• 输入电容（$Ciss$）：在 $V{DS} = -15 V$，$V{GS} = 0 V$，$f = 1 MHz$ 时，范围为 400 至 530 pF。
• 输出电容（$Coss$）：范围为 55 至 70 pF。
• 反向传输电容（$Crss$）：范围为 45 至 65 pF。

开关特性

• 导通延迟时间（$td(on)$）：在 $V{DD} = -15 V$，$I{D} = -1.0 A$，$V{GS} = -4.5 V$，$R{GEN} = 6 Ω$ 时，范围为 5 至 10 ns。
• 上升时间（$tr$）：范围为 4 至 10 ns。
• 关断延迟时间（$td(off)$）：范围为 62 至 100 ns。
• 下降时间（$tf$）：范围为 18 至 33 ns。
• 总栅极电荷（$QgTOT$）：在 $V{DD} = -15 V$，$I{D} = -2.9 A$，$V_{GS} = -4.5 V$ 时，范围为 7.9 至 11 nC。

漏源二极管特性和最大额定值

• 最大连续漏源二极管正向电流（$Is$）：为 -1.1 A。
• 源漏二极管正向电压（$VSD$）：在 $V{GS} = 0 V$，$I{S} = -1.1 A$ 时，范围为 -0.8 至 -1.2 V。
• 反向恢复时间（$trr$）：在 $I_{F} = -2.9 A$，$di / dt = 100 A / μs$ 时，范围为 18 至 33 ns。
• 反向恢复电荷（$Qm$）：范围为 6.6 至 13 nC。

这些电气特性为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。你在设计电路时，会如何利用这些电气特性来优化电路性能呢？

典型特性

文档中还给出了 FDMA3023PZ 的典型特性曲线，包括导通电阻与漏极电流、栅源电压、结温的关系，电容与漏源电压的关系，开关特性曲线等。这些典型特性曲线可以帮助工程师更好地了解器件的性能，在不同的工作条件下进行合理的设计。你在实际设计中，是否会参考这些典型特性曲线呢？

机械封装

FDMA3023PZ 采用 WDFN6 2x2, 0.65P 封装，文档中给出了详细的封装尺寸和推荐的焊盘图案。在进行 PCB 设计时，需要根据这些尺寸和图案进行合理的布局，以确保器件的正常安装和电气连接。你在进行 PCB 设计时，对于封装尺寸和焊盘图案的考虑有哪些经验呢？

综上所述，onsemi 的 FDMA3023PZ 是一款性能出色的双 P 沟道 MOSFET，适用于超便携设备的电池充电开关等应用。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑其特性和参数，以实现最佳的电路性能。你在使用这款 MOSFET 时，有遇到过哪些问题或挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。