onsemi FDMA1023PZ：双P沟道MOSFET的卓越性能与应用分析

在如今的电子设备设计中，尤其是在手机等超便携式设备的电池充电开关设计里，对高性能MOSFET的需求日益增长。onsemi的FDMA1023PZ双P沟道MOSFET，凭借其出色的性能和特性，成为了众多工程师的理想选择。接下来，我们就深入剖析这款MOSFET的特点和应用。

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一、产品概述

FDMA1023PZ专为手机和其他超便携式应用中的电池充电开关设计，采用单封装解决方案。它包含两个独立的P沟道MOSFET，具有低导通电阻，能有效降低传导损耗。当采用典型的共源配置连接时，可实现双向电流流动。其MicroFET 2x2封装在物理尺寸上具有卓越的热性能，非常适合线性模式应用。

二、关键特性

2.1 低导通电阻

FDMA1023PZ在不同的栅源电压（$V{GS}$）和漏极电流（$I{D}$）条件下，展现出低导通电阻（$R_{DS(on)}$）特性：

• 在$V{GS}=-4.5 V$，$I{D}=-3.7 A$时，最大$R_{DS(on)}=72 mOmega$；
• 在$V{GS}=-2.5 V$，$I{D}=-3.2 A$时，最大$R_{DS(on)}=95 mOmega$；
• 在$V{GS}=-1.8 V$，$I{D}=-2.0 A$时，最大$R_{DS(on)}=130 mOmega$；
• 在$V{GS}=-1.5 V$，$I{D}=-1.0 A$时，最大$R_{DS(on)}=195 mOmega$。

这种低导通电阻特性能够显著降低功耗，提高设备的效率。大家可以思考一下，在实际应用中，低导通电阻对于延长电池续航时间能起到多大的作用呢？

2.2 低外形设计

采用MicroFET 2x2 mm新封装，最大厚度仅为0.8 mm，有利于实现设备的轻薄化设计，满足超便携式设备对空间的要求。

2.3 ESD保护

HBM ESD保护等级 > 2 kV，能有效防止静电对器件的损伤，提高设备的可靠性。

2.4 环保特性

该器件不含卤化物和氧化锑，无铅、无卤化物，符合RoHS标准，符合环保要求。

三、绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Ratings	Unit
$V_{DS}$	Drain to Source Voltage	-20	V
$V_{GS}$	Gate to Source Voltage	± 8	V
$I_{D}$	Drain Current – Continuous (Note 1a) – Pulsed	-3.7 -6	A
$P_{D}$	Power Dissipation (Note 1a) (Note 1b)	1.5 0.7	W
$T{J}$, $T{STG}$	Operating and Storage Junction Temperature Range	–55 to +150	° C

需要注意的是，超过这些最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。在设计过程中，我们必须严格遵守这些参数限制。

四、引脚连接与订购信息

4.1 引脚连接

该器件采用WDFN6 2x2, 0.65P封装，引脚连接如下：	Pin	Name
1	S1
2	G1
3	D2
4	D1
5	G2
6	S2

4.2 订购信息

Device	Package	Shipping †
FDMA1023PZ	WDFN6 (Pb - Free, Halide Free)	3000 / Tape & Reel

对于卷带规格的详细信息，可参考Tape and Reel Packaging Specification Brochure, BRD8011/D。

五、电气特性

5.1 关断特性

• 漏源击穿电压（$BVDSS$）：在$I{D}=-250 mu A$，$V{GS}=0 V$时，为 -20 V。
• 击穿电压温度系数：在$I_{D}=-250 mu A$，参考温度为25°C时，为 -11 mV/°C。
• 零栅压漏极电流（$IDSS$）：在$V{DS}=-16 V$，$V{GS}=0 V$时，为 -1 μA。
• 栅源泄漏电流（$IGSS$）：在$V{GS}=±8 V$，$V{DS}=0 V$时，为 ±10 μA。

5.2 导通特性

• 栅源阈值电压：在$I{D}=-250 mu A$，参考温度为25°C时，$Delta V{GS(th)}$为2.5 mV/°C。
• 导通电阻（$R{DS}(on)$）：在不同条件下有不同的值，如$V{GS}=-4.5 V$，$I{D}=-3.7 A$，$T{J}=125^{circ} C$时，为72 mΩ等。
• 正向跨导：在$I{D}=-3.7 A$，$V{DS}=-5 V$时给出相应特性。

5.3 动态特性

• 输入电容（$Ciss$）：在$V{DS}=-10 V$，$V{GS}=0 V$，$f = 1 MHz$时，为490 - 655 pF。
• 输出电容（$Coss$）：为100 - 135 pF。
• 反向传输电容（$Crss$）：为90 - 135 pF。

5.4 开关特性

• 开关时间：如在$V{GS}=-4.5 V$，$R{GEN}=6 Omega$时，上升时间为9 ns等。
• 总栅极电荷（$Qg(TOT)$）：在$V{DD}=-10 V$，$I{D}=-3.7 A$时给出相应值。
• 栅源栅极电荷（$Qgs$）：为0.7 nC。
• 栅漏“米勒”电荷（$Qgd$）：为2.0 nC。

这些电气特性是我们在设计电路时必须考虑的重要因素，只有充分了解这些特性，才能确保电路的性能和稳定性。

六、热特性

热特性对于MOSFET的性能和可靠性至关重要。该器件的热阻（$R_{theta JA}$）与安装方式有关：

• 单操作时，安装在1 $in^2$ 2 oz铜焊盘（1.5” x 1.5” x 0.062”厚PCB）上，$R{theta JA}=86^{circ} C / W$；安装在最小2 oz铜焊盘上，$R{theta JA}=173^{circ} C / W$。
• 双操作时，安装在1 $in^2$ 2 oz铜焊盘（1.5” x 1.5” x 0.062”厚PCB）上，$R{theta JA}=69^{circ} C / W$；安装在最小2 oz铜焊盘上，$R{theta JA}=151^{circ} C / W$。

在实际设计中，我们需要根据具体的应用场景和散热要求，选择合适的安装方式，以确保器件的温度在安全范围内。

七、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、导通电阻与栅源电压的关系、传输特性、源漏二极管正向电压与源电流的关系、栅极电荷特性、电容特性、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散和瞬态热响应曲线等。这些曲线直观地展示了器件在不同条件下的性能表现，为我们的设计提供了重要的参考依据。

八、机械尺寸与封装

该器件采用WDFN6 2x2, 0.65P封装，文档中给出了详细的机械尺寸和推荐的焊盘图案。在进行PCB设计时，我们需要严格按照这些尺寸和要求进行布局，以确保器件的正确安装和电气连接。

九、总结与思考

onsemi的FDMA1023PZ双P沟道MOSFET以其低导通电阻、低外形设计、ESD保护和环保特性等优势，在超便携式设备的电池充电开关等应用中具有很大的潜力。在设计过程中，我们需要充分考虑其绝对最大额定值、电气特性、热特性等因素，合理选择安装方式和PCB布局。同时，通过参考典型特性曲线，我们可以更好地优化电路性能。大家在实际应用中，是否遇到过类似MOSFET的使用问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。

希望这篇文章能为电子工程师们在使用FDMA1023PZ MOSFET进行设计时提供一些帮助和参考。