探索FDD770N15A N沟道PowerTrench® MOSFET：特性、性能与应用

一、飞兆半导体与安森美半导体的融合

飞兆半导体（Fairchild）如今已成为安森美半导体（ON Semiconductor）的一部分。在系统集成过程中，部分飞兆可订购的零件编号需要更改以满足安森美半导体的系统要求。由于安森美半导体的产品管理系统无法处理带有下划线（）的零件命名法，飞兆零件编号中的下划线（）将改为破折号（-）。大家可通过安森美半导体网站（www.onsemi.com）核实更新后的器件编号。

文件下载：FDD770N15ACN-D.pdf

二、FDD770N15A MOSFET的特性

2.1 基本参数

FDD770N15A是一款N沟道PowerTrench® MOSFET，具有150 V的漏极 - 源极电压、18 A的连续漏极电流（$T{C}=25^{circ}C$ ，硅限制）以及77 mΩ的导通电阻。其典型导通电阻$R{DS(on)}$在$V{GS}=10 ~V$ ，$I{D}=12 ~A$ 时为61 mΩ。

2.2 性能优势

• 快速开关速度：能够在短时间内完成开关动作，适用于对开关速度要求较高的应用场景。
• 低栅极电荷：减少了驱动MOSFET所需的能量，降低了功耗。
• 高性能沟道技术：可实现极低的$R_{DS(on)}$，从而降低导通损耗，提高效率。
• 高功率和高电流处理能力：能够承受较大的功率和电流，适用于高功率应用。
• 符合RoHS标准：满足环保要求，符合现代电子设备的绿色设计理念。

三、绝对最大额定值与热性能

3.1 绝对最大额定值

在$T_{C}=25^{circ}C$ （除非另有说明）的条件下，该MOSFET的各项绝对最大额定值如下：	符号	参数	FDD770N15A	单位
$V_{DSS}$	漏极 - 源极电压	150	V
$V_{GSS}$	栅极 - 源极电压（DC）	±20	V
	栅极 - 源极电压（AC，f > 1 Hz）	±30	V
$I_{D}$	漏极电流（连续，$T_{C}=25^{circ}C$ ，硅限制）	18	A
	漏极电流（连续，$T_{C}=100^{circ}C$ ，硅限制）	11.4	A
$I_{DM}$	漏极电流（脉冲）	36	A
$E_{AS}$	单脉冲雪崩能量	31.7	mJ
$dv/dt$	二极管恢复$dv/dt$ 峰值	6.0	V/ns
$P_{D}$	功耗（$T_{C}=25^{circ}C$ ）	56.8	W
	功耗（降低至$25^{circ}C$ 以上）	0.46	W/°C
$T{J}$，$T{STG}$	工作和存储温度范围	-55至 +150	°C
$T_{L}$	用于焊接的最大引线温度（距离外壳1/8" ，持续5秒）	300	°C

3.2 热性能

热性能方面，结至外壳热阻最大值$R{θJC}$为2.2 °C/W，结至环境热阻最大值$R{θJA}$为87 °C/W。良好的热性能有助于保证MOSFET在工作过程中的稳定性。

四、电气特性

4.1 关断特性

• 漏极 - 源极击穿电压$B_{V D S S}$：在$I{D}=250 μA$ ，$V{GS}=0 V$ 时，最小值为150 V。
• 击穿电压温度系数$ΔB{V D S S} / ΔT{J}$：在$I_{D}=250 μA$ ，推荐选用$25^{circ}C$ 时为0.0824 V/°C。
• 零栅极电压漏极电流$I_{D S S}$：在$V{D S}=120 V$ ，$V{G S}=0 V$ 时，最大值为1 μA；在$V{D S}=120 V$ ，$V{G S}=0 V$ ，$T_{C}=125^{circ}C$ 时，最大值为500 μA。
• 栅极 - 源极漏电流$I_{G S S}$：在$V{G S}= ±20 V$ ，$V{D S}=0 V$ 时，最大值为 ±100 nA。

4.2 导通特性

• 栅极阈值电压$V_{G S(th)}$：在$V{G S}=V{D S}$ ，$I_{D}=250 μA$ 时，最小值为2.0 V，最大值为4.0 V。
• 漏极至源极静态导通电阻$R_{D S(on)}$：在$V{G S}=10 V$ ，$I{D}=12 A$ 时，典型值为61 mΩ，最大值为77 mΩ。
• 正向跨导$g_{F S}$：在$V{D S}=10 V$ ，$I{D}=12 A$ 时，典型值为20 S。

4.3 动态特性

• 输入电容$C_{i s s}$：在$V{D S}=75 V$ ，$V{G S}=0 V$ ，$f = 1 MHz$ 时，典型值为575 pF，最大值为765 pF。
• 输出电容$C_{o s s}$：典型值为64 pF，最大值为85 pF。
• 反向传输电容$C_{r s s}$：典型值为3.9 pF，最大值为6 pF。
• 能量相关输出电容$C_{o s s(er)}$：在$V{D S}=75 V$ ，$V{G S}=0 V$ 时，典型值为113 pF。

4.4 开关特性

• 导通延迟时间$t_{d(on)}$：在$V{D D}=75 V$ ，$I{D}=12 A$ ，$V{G S}=10 V$ ，$R{G}=4.7 Ω$ 时，典型值为10.3 ns，最大值为30.6 ns。
• 开通上升时间$t_{r}$：典型值为3.1 ns，最大值为16.2 ns。
• 关断延迟时间$t_{d(off)}$：典型值为15.8 ns，最大值为41.6 ns。
• 关断下降时间$t_{f}$：典型值为2.8 ns，最大值为15.6 ns。

4.5 漏极 - 源极二极管特性

• 漏极 - 源极二极管最大正向连续电流$I_{S}$：最大值为18 A。
• 漏极 - 源极二极管最大正向脉冲电流$I_{S M}$：最大值为36 A。
• 漏极 - 源极二极管正向电压$V_{S D}$：在$V{G S}=0 V$ ，$I{S D}=12 A$ 时，最大值为1.25 V。
• 反向恢复时间$t_{r r}$：在$V{G S}=0 V$ ，$V{D D}=75 V$ ，$I{S D}=12 A$ ，$dI{F}/dt = 100 A/μs$ 时，典型值为56.4 ns。
• 反向恢复电荷$Q_{r r}$：典型值为109 nC。

五、典型性能特征

文档中给出了多个典型性能特征图，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻变化与漏极电流和栅极电压、体二极管正向电压变化与源极电流和温度、电容特性、栅极电荷、击穿电压变化与温度、导通电阻变化与温度、最大安全工作区、最大漏极电流与外壳温度、输出电容（$E_{o s s}$ ）与漏极 - 源极电压、非箝位电感开关能力、瞬态热响应曲线等。这些图表直观地展示了MOSFET在不同条件下的性能表现，对于工程师在设计电路时进行参数选择和性能评估具有重要参考价值。

六、应用领域

FDD770N15A MOSFET适用于多种应用场景，包括：

• DC - DC转换器：利用其低导通电阻和快速开关速度，提高转换效率。
• 服务器/电信PSU的同步整流：可有效降低整流损耗，提高电源效率。
• 电池充电器：能够快速、高效地为电池充电。
• AC电机驱动和不间断电源：满足高功率和高电流处理要求。
• 离线UPS：保证在市电中断时设备的正常运行。

七、封装与订购信息

该MOSFET采用D - PAK封装，包装方法为卷带，卷尺寸为330 mm，带宽为16 mm，每卷数量为2500个。

八、注意事项

8.1 零件编号变更

由于系统集成，部分飞兆零件编号中的下划线（_）将改为破折号（-），需通过安森美半导体网站核实更新后的器件编号。

8.2 应用限制

安森美半导体产品不设计、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，以及任何用于人体植入的设备。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。

8.3 性能参数

“典型”参数在不同应用中可能会有所变化，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。

FDD770N15A N沟道PowerTrench® MOSFET凭借其优异的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在设计电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求和性能要求，合理选择和使用该MOSFET，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用过程中是否遇到过类似MOSFET的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。