深入解析FDBL86563 - F085 N - Channel PowerTrench® MOSFET

在电子工程师的日常设计中，MOSFET是一种常见且关键的电子元件。今天，我们就来详细探讨一下ON Semiconductor（现更名为onsemi）推出的FDBL86563 - F085 N - Channel PowerTrench® MOSFET。

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产品概述

FDBL86563 - F085是一款耐压60V、电流达240A、导通电阻仅1.5mΩ的N沟道功率MOSFET。它具有诸多出色特性，适用于多种应用场景。

产品特性

• 低导通电阻：在(V{GS}=10V)、(I{D}=80A)的条件下，典型(R_{DS(on)}=1.1mΩ)，这意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗较低，能有效提高系统效率。
• 低栅极电荷：同样在(V{GS}=10V)、(I{D}=80A)时，典型(Q_{g(tot)}=130nC)，较低的栅极电荷有助于降低开关损耗，提高开关速度。
• UIS能力：具备单脉冲雪崩能量能力，起始(T{J}=25^{circ}C)，(L = 0.3mH)，(I{AS}=64A)，(V{DD}=60V)（电感充电时），(V{DD}=0V)（雪崩时），单脉冲雪崩能量(E_{AS}=614mJ)，这使得它在应对感性负载时更加可靠。
• 环保合规：符合RoHS标准，满足环保要求。
• 汽车级认证：通过AEC Q101认证，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的领域。

应用领域

• 汽车发动机控制：在汽车发动机控制系统中，需要精确控制电流和电压，FDBL86563 - F085的低导通电阻和高电流承载能力能够满足其对功率控制的需求。
• 动力总成管理：可用于管理汽车动力系统中的电能转换和分配，提高动力系统的效率和可靠性。
• 螺线管和电机驱动：为螺线管和电机提供稳定的驱动电流，确保其正常运行。
• 集成启动/交流发电机：在启动和发电过程中，对电流进行有效控制，提高系统性能。
• 12V系统主开关：作为12V系统的主开关，能够可靠地控制电路的通断。

电气特性

最大额定值

符号	参数	额定值	单位
(V_{DSS})	漏源电压	60	V
(V_{GS})	栅源电压	±20	V
(I_{D})	连续漏极电流（(V{GS}=10V)，(T{C}=25^{circ}C)）	240	A
(I_{D})（脉冲）	脉冲漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	见Figure 4	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	614	mJ
(P_{D})	功率耗散	357	W
降额（(25^{circ}C)以上）		2.38	(W/^{circ}C)
(T{J}, T{STG})	工作和存储温度	-55 至 +175	(^{circ}C)
(R_{θJC})	结到壳热阻	0.42	(^{circ}C/W)
(R_{θJA})	结到环境最大热阻（基于(1in^2) 2oz铜焊盘）	43	(^{circ}C/W)

电气特性细节

关断特性

• (B_{VDSS})：漏源击穿电压，在(I{D}=250μA)、(V{GS}=0V)时为60V。
• (I_{DSS})：漏源泄漏电流，(V{DS}=60V)、(T{J}=25^{circ}C)时较小，(T_{J}=175^{circ}C)（设计最大值）时为1mA。
• (I_{GSS})：栅源泄漏电流，(V_{GS}=±20V)时为±100nA。

导通特性

• (V_{GS(th)})：栅源阈值电压，在(V{GS}=V{DS})、(I_{D}=250μA)时，范围为2.0 - 4.0V。
• (R_{DS(on)})：漏源导通电阻，(I{D}=80A)、(T{J}=25^{circ}C)、(V{GS}=10V)时为1.1 - 1.5mΩ，(T{J}=175^{circ}C)（设计最大值）时为2.1 - 2.9mΩ。

动态特性

• (C_{iss})：输入电容，(V{DS}=30V)、(V{GS}=0V)、(f = 1MHz)时为10300pF。
• (C_{oss})：输出电容，为2590pF。
• (C_{rss})：反向传输电容，为270pF。
• (R_{g})：栅极电阻，(f = 1MHz)时为4.3Ω。
• (Q_{g(ToT)})：总栅极电荷，(V{GS}=0)至10V、(V{DD}=48V)、(I_{D}=80A)时为130nC。
• (Q_{g(th)})：阈值栅极电荷，(V_{GS}=0)至2V时为19nC。
• (Q_{gs})：栅源栅极电荷，为48nC。
• (Q_{gd})：栅漏“米勒”电荷，为20nC。

开关特性

• (t_{on})：开启时间，为160ns。
• (t_{d(on)})：开启延迟时间，(V{DD}=30V)、(I{D}=80A)、(V{GS}=10V)、(R{GEN}=6Ω)时为30ns。
• (t_{r})：上升时间，为77ns。
• (t_{d(off)})：关断延迟时间，为78ns。
• (t_{f})：下降时间，为57ns。
• (t_{off})：关断时间，为200ns。

漏源二极管特性

• (V_{SD})：源漏二极管电压，(I{SD}=80A)、(V{GS}=0V)时为1.25V，(I{SD}=40A)、(V{GS}=0V)时为1.2V。
• (t_{rr})：反向恢复时间，(I{F}=80A)、(dI{SD}/dt = 100A/μs)时，范围为94 - 140ns。
• (Q_{rr})：反向恢复电荷，(V_{DD}=48V)时，范围为131 - 200nC。

典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，如归一化功率耗散与壳温的关系、最大连续漏极电流与壳温的关系、归一化最大瞬态热阻抗、峰值电流能力、正向偏置安全工作区、无钳位电感开关能力、传输特性、正向二极管特性、饱和特性、(R{DSON})与栅极电压的关系、归一化(R{DSON})与结温的关系、归一化栅极阈值电压与温度的关系、归一化漏源击穿电压与结温的关系、电压电容与漏源电压的关系、电压栅极电荷与栅源电压的关系等。这些曲线对于工程师在实际设计中准确评估MOSFET的性能和工作状态非常有帮助。

总结

FDBL86563 - F085 N - Channel PowerTrench® MOSFET凭借其出色的电气特性和广泛的应用领域，为电子工程师在设计中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，结合其最大额定值、电气特性和典型特性曲线，合理使用该MOSFET，以确保系统的性能和可靠性。大家在使用过程中，有没有遇到过类似MOSFET的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。