深入解析FDD86250 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET

一、引言

在电子工程领域，MOSFET作为重要的功率器件，广泛应用于各种电路设计中。今天我们要深入探讨的是FDD86250 N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET，它由Fairchild Semiconductor生产，如今Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分。这款MOSFET具有独特的性能特点，适用于多种应用场景。

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二、产品背景与变更说明

Fairchild Semiconductor被ON Semiconductor整合后，部分Fairchild可订购的产品编号需要更改，以满足ON Semiconductor的系统要求。由于ON Semiconductor的产品管理系统无法处理带有下划线（）的部件命名，Fairchild部件编号中的下划线（）将更改为破折号（-）。大家可通过ON Semiconductor网站（www.onsemi.com）验证更新后的设备编号。

三、FDD86250 MOSFET的基本信息

3.1 产品特性

• Shielded Gate MOSFET技术：采用先进的PowerTrench®工艺，结合Shielded Gate技术，优化了导通电阻，同时保持了卓越的开关性能。
• 低导通电阻：在(V{GS}=10 V)，(I{D}=8 A)时，最大(r{DS(on)} = 22 mΩ)；在(V{GS}=6 V)，(I{D}=6.5 A)时，最大(r{DS(on)} = 31 mΩ)。
• 100% UIL测试：确保产品的可靠性和稳定性。
• RoHS合规：符合环保要求。
• 封装形式：采用TO - 252 D - PAK（TO - 252）封装。

3.2 应用领域

主要应用于DC - DC转换电路中，为电路提供高效的功率转换。

四、产品参数详解

4.1 最大额定值

Symbol	Parameter	Ratings	Units
(V_{DS})	漏源电压	150	V
(V_{GS})	栅源电压	±20	V
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	51	A
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	27	A
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{A}=25^{circ}C)）	8	A
(I_{D})	脉冲漏极电流	164	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	180	mJ
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	132	W
(P_{D})	功率耗散（(T_{A}=25^{circ}C)）	3.1	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	- 55 to + 150	°C

4.2 电气特性

4.2.1 关断特性

特性	条件	数值	单位
(BV_{DSS})	(I{D}= 250 μA)，(V{GS} = 0V)	150	V
(Delta BV{DSS}/Delta T{J})	(I_{D} = 250 μA)，参考(25^{circ}C)	106	mV/°C
(I_{DSS})	(V{DS} = 120 V)，(V{GS} = 0V)	1	μA
(I_{GSS})	(V{GS} = +20V)，(V{DS} = 0V)	±100	nA

4.2.2 导通特性

特性	条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{GS(th)})	(V{GS} = V{DS})，(I_{D} = 250 μA)	2.0	2.9	4.0	V
(Delta V{GS(th)}/Delta T{J})	(I_{D} = 250 μA)，参考(25^{circ}C)		- 10		mV/°C
(r_{DS(on)})	(V{GS} = 10 V)，(I{D} = 8 A)		18.4	22	mΩ
(r_{DS(on)})	(V{GS} = 6 V)，(I{D} = 6.5 A)		21.4	31	mΩ
(r_{DS(on)})	(V{GS} = 10 V)，(I{D} = 8 A)，(T_{J} = 125^{circ}C)		35.8	45	mΩ
(g_{FS})	(V{DS} = 10 V)，(I{D} = 8 A)		28		S

4.2.3 动态特性

特性	条件	最小值	最大值	单位
(C_{iss})		1585	2110	pF
(C_{oss})	(V{DS} = 75V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1 MHz)	167	225	pF
(C_{rss})		7	15	pF
(R_{G})		0.6		Ω

4.2.4 开关特性

特性	条件	最小值	最大值	单位
(t_{d(on)})	(V{DD} = 75 V)，(I{D} = 8 A)，(V{GS} = 10 V)，(R{GEN} = 6 Ω)	11.2	20	ns
(t_{r})		3.7	10	ns
(t_{d(off)})		20	32	ns
(t_{f})		4	10	ns
(Q_{g})	(V{GS} = 0 V) to 10 V，(V{DD} = 75 V)，(I_{D} = 8 A)	23	33	nC
(Q_{g})	(V_{GS} = 0 V) to 5 V	12.8	18	nC
(Q_{gs})		6.7		nC
(Q_{gd})		4.7		nC

4.2.5 漏源二极管特性

特性	条件	最小值	最大值	单位
(V_{SD})	(V{GS} = 0 V)，(I{S} = 8 A)	0.78	1.3	V
(V_{SD})	(V{GS} = 0 V)，(I{S} = 2.6 A)	0.73	1.2	V
(t_{rr})	(I_{F} = 8 A)，(di/dt = 100 A/μs)	71	113	ns
(Q_{rr})		104	166	nC

五、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，直观地展示了该MOSFET在不同条件下的性能表现。例如：

• 导通区域特性曲线：展示了不同(V{GS})下，漏极电流(I{D})与漏源电压(V_{DS})的关系。
• 归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系曲线：帮助工程师了解在不同电流和电压条件下的导通电阻变化情况。
• 归一化导通电阻与结温的关系曲线：反映了结温对导通电阻的影响。

这些曲线对于工程师在设计电路时选择合适的工作点和参数具有重要的参考价值。

六、注意事项

6.1 产品使用限制

ON Semiconductor产品不设计、不打算也未获授权用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备或具有相同或类似分类的外国医疗设备，以及任何打算植入人体的设备。如果购买者将产品用于此类非预期或未授权的应用，需承担相应责任。

6.2 参数验证

“典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能也可能随时间变化。所有工作参数，包括“典型值”，都必须由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

七、总结

FDD86250 N - Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET凭借其低导通电阻、良好的开关性能和高可靠性，在DC - DC转换等应用中具有很大的优势。电子工程师在设计电路时，应充分考虑其各项参数和特性，结合实际应用需求，合理选择和使用该器件。同时，要严格遵守产品的使用限制和注意事项，确保电路的安全和稳定运行。大家在使用这款MOSFET的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。