探索 onsemi FDD3690 100V N - 通道 PowerTrench MOSFET：高效 DC/DC 转换的理想之选

在电子工程师的日常工作中，选择合适的 MOSFET 对于设计高效、可靠的 DC/DC 转换器至关重要。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 FDD3690 100V N - 通道 PowerTrench MOSFET，看看它如何为我们的设计带来显著优势。

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产品概述

FDD3690 是一款专门为提高 DC/DC 转换器整体效率而设计的 N - 通道 MOSFET。无论是采用同步还是传统开关 PWM 控制器的 DC/DC 转换器，它都能发挥出色的性能。与具有类似 RDS(ON) 规格的其他 MOSFET 相比，FDD3690 具有更快的开关速度和更低的栅极电荷，这使得它在高频率下易于驱动且更加安全，从而提高了 DC/DC 电源供应设计的整体效率。

关键特性

低导通电阻

FDD3690 在 (V{GS}=6V) 时，(R{DS(ON)} = 71mOmega)，这种低导通电阻有助于减少功率损耗，提高电源效率。

低栅极电荷

典型栅极电荷仅为 28nC，使得 MOSFET 的开关速度更快，同时降低了驱动电路的功耗。

快速开关

能够实现快速的开关动作，减少开关损耗，适用于高频应用。

高性能沟槽技术

采用高性能的沟槽技术，实现了极低的 (R_{DS, ON})，提高了功率处理能力。

高功率和电流处理能力

能够处理较高的功率和电流，连续漏极电流在 (T_{C}=25°C) 时可达 22A，脉冲电流可达 75A。

绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Ratings	Units
(V_{DSS})	漏源电压	100	V
(V_{GSS})	栅源电压	± 20	V
(I_{D})	连续漏极电流 ((T_{C}=25°C))	22	A
(I_{D}) (脉冲)		75	A
(P_{D})	功率耗散 ((T_{C}=25°C))	60	W
(P{D}) ((T{A}=25°C))		3.8	W
(P{D}) ((T{A}=25°C))		1.6	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	–55 至 +175	°C

这些额定值为我们在设计电路时提供了安全的工作范围，确保 MOSFET 在正常工作条件下不会损坏。

热特性

Symbol	Parameter	Value	Units
(R_{θJC})	结到壳热阻	2.5	°C/W
(R_{θJA}) (1in² 2oz 铜焊盘)	结到环境热阻	40	°C/W
(R_{θJA}) (最小焊盘)	结到环境热阻	96	°C/W

热特性对于 MOSFET 的性能和可靠性至关重要。了解这些热阻参数，我们可以更好地设计散热方案，确保 MOSFET 在工作过程中不会过热。

电气特性

漏源雪崩额定值

• 单脉冲漏源雪崩能量 (W{pss})：在 (V{oD}=50V)，(I = 5.4A) 时，可达 175mJ。
• 最大漏源雪崩电流 (I_{AR})：为 5.4A。

关断特性

• 漏源击穿电压 (BV{pss})：在 (V{Gs}=0V)，(I_{D}=250A) 时为 100V。
• 击穿电压温度系数 (ABV{oss} AT{J})：为 78mV/°C。
• 零栅压漏极电流 (I{loss})：在 (V{Ds}=80V)，(V_{Gs}=0V) 时最大为 10μA。
• 栅体正向泄漏电流 (I{GSSF})：在 (V{Gs}=20V)，(V_{Ds}=0V) 时最大为 100nA。
• 栅体反向泄漏电流 (I{GSSR})：在 (V{Gs}= -20V)，(V_{os}=0V) 时最大为 -100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压 (V{os(th)})：在 (V{os}=V{s})，(I{o}=250A) 时，典型值为 2.4V，范围在 2 - 4V 之间。
• 栅极阈值电压温度系数 (AV{as/th} AT{J})：为 -6.2mV/°C。
• 静态漏源导通电阻 (R{ps(on)})：在不同条件下有不同的值，如 (V{Gs}=10V)，(V{as}=6V)，(I{D}=5.4A) 时，典型值为 71mΩ。
• 导通状态漏极电流 (I{D(on)})：在 (V{Gs}=10V)，(V_{Ds}=5V) 时为 20A。
• 正向跨导 (g{Fs})：在 (V{ps}=5V)，(I_{p}=5.4A) 时为 20S。

动态特性

• 输入电容 (C{iss})：在 (V{Ds}=50V)，(f = 1.0MHz)，(V_{Gs}=0V) 时为 1514pF。
• 输出电容 (C_{oss})：为 82pF。

开关特性

• 导通延迟时间 (t{d(on)})：在 (V{DD}=50V)，(V{as}=10V)，(I{o}=1A)，(R_{GEN}=6) 时，典型值为 11ns，最大值为 20ns。
• 导通上升时间 (t_{r})：典型值为 6.5ns，最大值为 15ns。
• 关断延迟时间 (t_{d(off)})：典型值为 29ns，最大值为 60ns。
• 关断下降时间 (t_{f})：典型值为 10ns，最大值为 20ns。
• 总栅极电荷 (Q{g})：在 (V{ps}=50V)，(I_{p}=5.4A) 时，典型值为 28nC，最大值为 39nC。
• 栅源电荷 (Q_{gs})：为 6.2nC。
• 栅漏电荷 (Q_{gd})：为 5.4nC。

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 (I_{s})：为 3.2A。
• 漏源二极管正向电压 (V{SD})：在 (V{s}=0V)，(I_{s}=3.2A) 时，典型值为 0.73V，最大值为 1.2V。

典型特性曲线

文档中还提供了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、导通电阻随温度和漏极电流的变化、转移特性、栅极电荷特性、电容特性、最大安全工作区、单脉冲最大功率耗散和瞬态热响应曲线等。这些曲线可以帮助我们更直观地了解 FDD3690 在不同工作条件下的性能表现。

总结

FDD3690 100V N - 通道 PowerTrench MOSFET 凭借其低导通电阻、低栅极电荷、快速开关等特性，为 DC/DC 转换器的设计提供了高效、可靠的解决方案。在实际应用中，我们需要根据具体的电路需求，结合其绝对最大额定值、热特性和电气特性等参数，合理选择和使用这款 MOSFET。同时，通过参考典型特性曲线，我们可以更好地优化电路设计，确保 MOSFET 在最佳状态下工作。

作为电子工程师，你在使用 MOSFET 时是否遇到过类似的选型问题？你认为 FDD3690 在哪些应用场景中会表现得更加出色呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。