深入解析FDB2710 N - 通道PowerTrench® MOSFET

一、引言

在电子工程领域，MOSFET作为一种关键的半导体器件，广泛应用于各种电路中。FDB2710 N - 通道PowerTrench® MOSFET是Fairchild Semiconductor公司的一款优秀产品，如今Fairchild已被ON Semiconductor收购。下面我们就来详细了解这款MOSFET的特性、参数及应用。

文件下载：FDB2710-D.pdf

二、产品背景与更名说明

Fairchild Semiconductor已被ON Semiconductor整合。由于ON Semiconductor产品管理系统无法处理带有下划线（）的零件命名，Fairchild部分可订购零件编号中的下划线（）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。

三、FDB2710 MOSFET特性

3.1 基本特性

• 极低导通电阻：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=25A) 的典型条件下，(R_{DS(on)} = 36.3mΩ)。这一特性使得在导通状态下，器件的功率损耗较低，能有效提高电路效率。
• 高性能沟槽技术：采用这种技术可极大降低 (R_{DS(on)})，同时保持卓越的开关性能。
• 低栅极电荷：低栅极电荷意味着开关速度快，能减少开关损耗，提高电路的响应速度。
• 高功率和电流处理能力：能够承受较大的功率和电流，适用于对功率要求较高的应用场景。

3.2 封装形式

FDB2710采用D2 - PAK封装，这种封装形式具有较好的散热性能和机械稳定性，便于在电路板上进行安装和布局。

四、应用领域

4.1 同步整流

在开关电源中，同步整流可以提高电源效率，FDB2710的低导通电阻和快速开关特性使其非常适合用于同步整流电路。

4.2 电池保护电路

在电池充放电过程中，需要对电池进行保护，防止过充、过放等情况。FDB2710可以作为电池保护电路中的开关元件，确保电池的安全使用。

4.3 电机驱动和不间断电源

电机驱动需要能够承受较大电流和功率的开关器件，FDB2710的高功率和电流处理能力使其能够满足电机驱动的要求。同时，在不间断电源中，也需要可靠的开关元件来保证电源的稳定输出。

五、参数详解

5.1 绝对最大额定值

Symbol	Parameter	FDB2710	Unit
(V_{DS})	漏源电压	250	V
(V_{GS})	栅源电压	± 30	V
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ}C)）	50	A
	漏极电流（连续，(T_{C}=100^{circ}C)）	31.3	A
(I_{DM})	漏极脉冲电流（注1）	见Figure 9	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注2）	145	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复 (dv/dt)（注3）	4.5	V/ns
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	260	W
	25°C以上降额	2.1	W/°C
(T{J}, T{STG})	工作和存储温度范围	-55 至 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（离外壳1/8”，5秒）	300	°C

5.2 热特性

Symbol	Parameter	FDB2710	Unit
(R_{θJC})	结到外壳的热阻（最大）	0.48	°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻（2盎司铜最小焊盘，最大）	62.5	°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻（1平方英寸2盎司铜焊盘，最大）	40	°C/W

5.3 电气特性

5.3.1 关断特性

• (BV_{DSS})（漏源击穿电压）：在 (V{GS}=0V)，(I{D}=250μA)，(T_{J}=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/°C。
• (I_{DSS})（零栅压漏极电流）：在 (V{DS}=250V)，(V{GS}=0V) 时，(T{C}=25^{circ}C) 时无具体值，(T{C}=125^{circ}C) 时最大值为500μA。
• (I_{GSSF})（正向栅体泄漏电流）：在 (V{GS}=30V)，(V{DS}=0V) 时，最大值为100nA。
• (I_{GSSR})（反向栅体泄漏电流）：在 (V{GS}=-30V)，(V{DS}=0V) 时，最大值为 - 100nA。

5.3.2 导通特性

• (V_{GS(th)})（栅极阈值电压）：在 (V{DS}=V{GS})，(I_{D}=250μA) 时，最小值为3.0V，典型值为4.0V，最大值为5.0V。
• (R_{DS(on)})（静态漏源导通电阻）：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=25A) 时，典型值为36.3mΩ，最大值为42.5mΩ。
• (g_{FS})（正向跨导）：在 (V{DS}=10V)，(I{D}=25A) 时，典型值为63S。

5.3.3 动态特性

• (C_{iss})（输入电容）：在 (V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz) 时，典型值为5470pF，最大值为7280pF。
• (C_{oss})（输出电容）：典型值为426pF，最大值为570pF。
• (C_{rss})（反向传输电容）：典型值为97pF，最大值为146pF。

5.3.4 开关特性

• (t_{d(on)})（开启延迟时间）：在 (V{DD}=125V)，(I{D}=50A)，(V{GS}=10V)，(R{GEN}=25Ω)（注4）时，典型值为80ns，最大值为170ns。
• (t_{r})（开启上升时间）：典型值为252ns，最大值为515ns。
• (t_{d(off)})（关断延迟时间）：典型值为112ns，最大值为235ns。
• (t_{f})（关断下降时间）：典型值为154ns，最大值为320ns。
• (Q_{g})（总栅极电荷）：在 (V{DS}=125V)，(I{D}=50A)，(V_{GS}=10V)（注4）时，典型值为78nC，最大值为101nC。
• (Q_{gs})（栅源电荷）：典型值为34nC。
• (Q_{gd})（栅漏电荷）：典型值为18nC。

5.3.5 漏源二极管特性和最大额定值

• (I_{S})（最大连续漏源二极管正向电流）：为50A。
• (I_{SM})（最大脉冲漏源二极管正向电流）：为150A。
• (V_{SD})（漏源二极管正向电压）：在 (V{GS}=0V)，(I{S}=50A) 时，最大值为1.2V。
• (t_{rr})（反向恢复时间）：在 (V{GS}=0V)，(I{S}=50A)，(dI_{F}/dt = 100A/μs) 时，典型值为163ns。
• (Q_{rr})（反向恢复电荷）：典型值为1.3μC。

六、典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性图，如导通区域特性、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极电流和温度的变化、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、瞬态热响应曲线等。这些特性图有助于工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现，从而进行合理的电路设计。

七、注意事项

7.1 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、国外具有相同或类似分类的医疗设备以及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，需承担相关责任。

7.2 产品变更

ON Semiconductor保留对产品进行更改的权利，且无需进一步通知。同时，“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，所有工作参数都需要客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

八、总结

FDB2710 N - 通道PowerTrench® MOSFET以其低导通电阻、高性能沟槽技术、低栅极电荷和高功率电流处理能力等特性，在同步整流、电池保护电路、电机驱动和不间断电源等领域有着广泛的应用前景。电子工程师在设计电路时，需要充分考虑其各项参数和性能特性，结合实际应用需求，合理选择和使用该器件。大家在使用过程中，有没有遇到过什么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。