FDD7N25LZ N - 通道 UniFET™ MOSFET 深度解析

前言

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的功率开关器件，其性能直接影响着整个电路的效率和稳定性。今天我们要深入探讨的是 Fairchild（现属 ON Semiconductor）的 FDD7N25LZ N - 通道 UniFET™ MOSFET，它具有诸多出色的特性，适用于多种应用场景。

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产品背景与变更说明

Fairchild 已成为 ON Semiconductor 的一部分。由于系统要求，部分 Fairchild 可订购的零件编号需要更改，原编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。大家可通过 ON Semiconductor 网站（www.onsemi.com）核实更新后的器件编号。

产品特性

电气特性优越

• 低导通电阻：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=3.1A) 时，典型导通电阻 (R_{DS(on)} = 430mΩ)，有助于降低功率损耗，提高电路效率。
• 低栅极电荷：典型值为 12nC，可实现快速开关，减少开关损耗。
• 低 (C_{rss})：典型值为 8pF，能有效降低米勒效应，提升开关性能。
• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，具备良好的抗雪崩能力，增强了器件的可靠性。
• ESD 改进能力：提高了静电放电防护能力，降低了因静电导致器件损坏的风险。
• 符合 RoHS 标准：满足环保要求，适用于对环保有严格要求的应用场景。

热特性良好

热阻 (R{θJC}) 最大为 (2.2^{circ}C/W)，(R{θJA}) 最大为 (110^{circ}C/W)，能够有效地将热量散发出去，保证器件在正常温度范围内工作。

应用领域

• 显示设备：适用于 LCD/LED/PDP TV 等，为显示设备的电源部分提供稳定的开关控制。
• 消费电器：在各种消费电器中，如冰箱、洗衣机等，可实现高效的功率转换。
• 照明：用于照明系统的电源转换，提高照明效率。
• 不间断电源（UPS）：为 UPS 提供可靠的开关性能，确保在停电时能及时切换电源。
• AC - DC 电源：在 AC - DC 电源转换中发挥重要作用，提高电源的稳定性和效率。

产品参数

最大额定值

符号	参数	FDD7N25LZTM	单位
(V_{DSS})	漏源电压	250	V
(V_{GSS})	栅源电压	±20	V
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ}C)）	6.2	A
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=100^{circ}C)）	3.7	A
(I_{DM})	漏极电流（脉冲）	25	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	115	mJ
(I_{AR})	雪崩电流	5.5	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	5.6	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复 (dv/dt)	10	V/ns
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	56	W
(P_{D})	25°C 以上降额	0.45	W/°C
(T{J}, T{STG})	工作和储存温度范围	-55 至 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8 英寸，5 秒）	300	°C

电气特性

截止特性

• (BV_{DSS})（漏源击穿电压）：在 (I{D}=250μA)，(V{GS}=0V)，(T_{C}=25^{circ}C) 时，为 250V。
• (Delta BV{DSS}/Delta T{J})（击穿电压温度系数）：在 (I_{D}=250μA)，参考 25°C 时，典型值为 (0.25V/^{circ}C)。
• (I_{DSS})（零栅压漏极电流）：在 (V{DS}=250V)，(V{GS}=0V) 时，最大值为 1μA；在 (V{DS}=200V)，(T{C}=125^{circ}C) 时，最大值为 10μA。
• (I_{GSSF})（正向栅体泄漏电流）：在 (V{GS}=20V)，(V{DS}=0V) 时，最大值为 10μA。
• (I_{GSSR})（反向栅体泄漏电流）：在 (V{GS}=-20V)，(V{DS}=0V) 时，最大值为 -10μA。

导通特性

• (V_{GS(th)})（栅极阈值电压）：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250μA) 时，最小值为 1.0V，最大值为 2.5V。
• (R_{DS(on)})（静态漏源导通电阻）：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=3.1A) 时，典型值为 0.43Ω，最大值为 0.55Ω；在 (V{GS}=5V)，(I{D}=3.1A) 时，典型值为 0.45Ω，最大值为 0.57Ω。
• (g_{FS})（正向跨导）：在 (V{DS}=20V)，(I{D}=3.1A) 时，典型值为 7S。

动态特性

• (C_{iss})（输入电容）：在 (V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz) 时，典型值为 480pF，最大值为 635pF。
• (C_{oss})（输出电容）：典型值为 65pF，最大值为 85pF。
• (C_{rss})（反向传输电容）：典型值为 8pF，最大值为 12pF。
• (Q_{g(tot)})（10V 时的总栅极电荷）：在 (V{DS}=250V)，(I{D}=6.2A)，(V_{GS}=10V) 时，典型值为 12nC，最大值为 16nC。
• (Q_{gs})（栅源栅极电荷）：典型值为 1.5nC。
• (Q_{gd})（栅漏“米勒”电荷）：典型值为 4nC。

开关特性

• (t_{d(on)})（导通延迟时间）：典型值为 10ns，最大值为 30ns。
• (t_{r})（导通上升时间）：在 (V{DD}=250V)，(I{D}=6.2A)，(V{GS}=10V)，(R{G}=25Ω) 时，典型值为 15ns，最大值为 40ns。
• (t_{d(off)})（关断延迟时间）：典型值为 75ns，最大值为 160ns。
• (t_{f})（关断下降时间）：典型值为 30ns，最大值为 70ns。

漏源二极管特性

• (I_{S})（最大连续漏源二极管正向电流）：为 6.2A。
• (I_{SM})（最大脉冲漏源二极管正向电流）：为 25A。
• (V_{SD})（漏源二极管正向电压）：在 (V{GS}=0V)，(I{SD}=6.2A) 时，典型值为 1.4V。
• (t_{rr})（反向恢复时间）：在 (V{GS}=0V)，(I{SD}=6.2A)，(dI_{F}/dt = 100A/μs) 时，典型值为 130ns。
• (Q_{rr})（反向恢复电荷）：典型值为 0.6μC。

典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，如导通区域特性、传输特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、体二极管正向电压随源电流和温度的变化、电容特性、栅极电荷特性、击穿电压随温度的变化、导通电阻随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流随壳温的变化以及瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师更全面地了解器件在不同工作条件下的性能表现。

测试电路与波形

文档还提供了栅极电荷测试电路及波形、电阻性开关测试电路及波形、非钳位电感开关测试电路及波形以及峰值二极管恢复 (dv/dt) 测试电路及波形等，为工程师进行器件测试和验证提供了参考。

总结

FDD7N25LZ N - 通道 UniFET™ MOSFET 凭借其优越的电气特性、良好的热特性和广泛的应用领域，成为电子工程师在设计功率开关电路时的一个不错选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的电路需求，结合器件的参数和性能特性，合理选择和使用该器件，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。