深入剖析 onsemi FDS3890 双 N 沟道 MOSFET

在电子工程领域，MOSFET 作为关键的功率器件，对 DC - DC 转换器等电路的性能起着至关重要的作用。今天，我们就来深入了解 onsemi 公司推出的 FDS3890 双 N 沟道 MOSFET。

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一、产品概述

FDS3890 是一款专门为提高 DC - DC 转换器整体效率而设计的 N 沟道 MOSFET。无论是使用同步还是传统开关 PWM 控制器，它都能发挥出色的性能。与其他具有类似 (R_{DS(ON)}) 规格的 MOSFET 相比，FDS3890 具有更快的开关速度和更低的栅极电荷，这使得它在驱动时更加容易和安全，即使在非常高的频率下也能保持良好的性能，从而提高 DC - DC 电源供应设计的整体效率。

二、产品特性

2.1 电气性能

• 电流和电压额定值：能够承受 4.7 A 的连续电流和 80 V 的漏源电压，满足多种应用场景的需求。
• 导通电阻：在 (V{GS}=10 V) 时，(R{DS(ON)} = 44 mOmega)；在 (V{GS}=6 V) 时，(R{DS(ON)} = 50 mOmega)。较低的导通电阻有助于降低功率损耗，提高效率。

2.2 其他特性

• 快速开关速度：能够快速响应开关信号，减少开关损耗。
• 高性能沟槽技术：实现极低的 (R_{DS(ON)})，进一步提高了效率。
• 高功率和电流处理能力：可以处理较大的功率和电流，适用于高功率应用。
• 环保特性：无铅和无卤化物，符合环保要求。

三、绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Ratings	Unit
(V_{DSS})	漏源电压	80	V
(V_{GSS})	栅源电压	± 20	V
(I_{D})	连续漏极电流（注 1a）、脉冲电流	4.7、20	A
(P_{D})	双路操作功率耗散	2	W
单路操作功率耗散（注 1a、1b、1c）	1.6、1.0、0.9
(T{J})，(T{stg})	工作和存储结温范围	-55 至 +175	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

四、热特性

热特性对于 MOSFET 的性能和可靠性至关重要。FDS3890 的热阻 (R_{theta JA})（结到环境热阻）在不同的安装条件下有所不同：

• 当安装在 1 (in^{2}) 的 2 oz. 铜焊盘上时，(R_{theta JA}=78 °C/W)。
• 当安装在 0.04 (in^{2}) 的 2 oz. 铜焊盘上时，(R_{theta JA}=125 °C/W)。
• 当安装在最小焊盘上时，(R_{theta JA}=135 °C/W)。

五、电气特性

5.1 雪崩特性

• 单脉冲漏源雪崩能量 (E{DSS}) 在 (V{DD}=40 V)，(I_{D}=4.7 A) 时，最大值为 175 mJ。
• 最大漏源雪崩电流 (I_{AR}) 最大值为 4.7 A。

5.2 关断特性

• 漏源击穿电压 (BV{DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(I_{D}=250 μA) 时为 80 V。
• 零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{DS}=64 V)，(V_{GS}=0 V) 时，典型值为 1 μA。

5.3 导通特性

• 栅极阈值电压 (V_{GS(th)}) 范围为 2 - 4 V，典型值为 2.3 V。
• 导通电阻 (R{DS(on)}) 在不同条件下有不同的值，例如在 (V{GS}=10 V)，(I_{D}=4.7 A) 时，典型值为 34 mΩ，最大值为 50 mΩ。

5.4 动态特性

• 输入电容 (C{iss}) 在 (V{DS}=40 V)，(V_{GS}=0 V)，(f = 1.0 MHz) 时，典型值为 1180 pF。
• 输出电容 (C_{oss}) 典型值为 171 pF。
• 反向传输电容 (C_{rss}) 典型值为 50 pF。

5.5 开关特性

• 开启延迟时间 (t{d(on)}) 在 (V{DD}=40 V)，(I_{D}=1 A) 时，典型值为 20 ns。
• 开启上升时间 (t{r}) 在 (V{GS}=10 V)，(R_{GEN}=6 Omega) 时，典型值为 16 ns。

5.6 漏源二极管特性

• 最大连续漏源二极管正向电流 (I_{S}) 最大值为 1.3 A。
• 漏源二极管正向电压 (V{SD}) 在 (V{GS}=0 V)，(I_{S}=1.3 A) 时，典型值为 0.74 V，最大值为 1.2 V。

六、典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，包括导通区域特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、导通电阻随温度的变化、导通电阻随栅源电压的变化、传输特性、体二极管正向电压随源电流和温度的变化、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以及瞬态热响应曲线等。这些曲线对于工程师在设计电路时评估器件的性能非常有帮助。

七、总结

FDS3890 双 N 沟道 MOSFET 凭借其出色的性能和特性，在 DC - DC 转换器等应用中具有很大的优势。它的快速开关速度、低导通电阻、高功率和电流处理能力以及良好的热特性，使得它能够提高电路的效率和可靠性。不过，在实际应用中，工程师还需要根据具体的电路要求和工作条件，仔细评估和选择合适的器件。你在使用 MOSFET 时有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。