ON Semiconductor FDP027N08B：高性能N溝道PowerTrench? MOSFET解析
ON Semiconductor FDP027N08B：高性能N溝道PowerTrench? MOSFET解析
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET作為關(guān)鍵的功率器件，其性能直接影響著整個(gè)電路的效率和穩(wěn)定性。今天我們要探討的是ON Semiconductor的FDP027N08B N溝道PowerTrench? MOSFET，它在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出了卓越的性能。
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一、產(chǎn)品特性
低導(dǎo)通電阻與低FOM
FDP027N08B的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=10V)、(I{D}=100A) 時(shí)典型值為 (2.21mOmega)，低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下的功率損耗更低，能有效提高電路效率。同時(shí)，它具有低FOM（品質(zhì)因數(shù)）(R{DS(on)} * Q_{G})，這對(duì)于追求高效開關(guān)的應(yīng)用非常重要。
低反向恢復(fù)電荷與軟反向恢復(fù)體二極管
該MOSFET的反向恢復(fù)電荷 (Q_{rr}=112nC)，較低的反向恢復(fù)電荷可以減少開關(guān)過程中的能量損耗。其軟反向恢復(fù)體二極管特性，能降低反向恢復(fù)過程中的電壓尖峰和電磁干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。
快速開關(guān)速度與UIL測(cè)試
具備快速的開關(guān)速度，能夠滿足高頻應(yīng)用的需求。并且100%經(jīng)過UIL（非箝位感性負(fù)載）測(cè)試，保證了在感性負(fù)載應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性。
符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)
符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，意味著該產(chǎn)品在環(huán)保方面滿足要求，可廣泛應(yīng)用于對(duì)環(huán)保有嚴(yán)格要求的電子設(shè)備中。
二、產(chǎn)品說明
FDP027N08B采用飛兆半導(dǎo)體的PowerTrench?工藝生產(chǎn)。這一先進(jìn)工藝專為最大限度地降低導(dǎo)通阻抗并保持卓越開關(guān)性能而設(shè)計(jì)，使得該MOSFET在導(dǎo)通損耗和開關(guān)速度之間取得了良好的平衡。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
同步整流
適用于ATX/服務(wù)器/電信PSU（電源供應(yīng)器）的同步整流，能夠提高電源的轉(zhuǎn)換效率，降低功耗。
電池保護(hù)電路
在電池保護(hù)電路中，F(xiàn)DP027N08B可以快速響應(yīng)，保護(hù)電池免受過充、過放等損害。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)和不間斷電源
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)和不間斷電源（UPS）中，其快速開關(guān)速度和低導(dǎo)通電阻特性有助于提高系統(tǒng)的效率和性能。
四、電氣參數(shù)
最大額定值
| 符號(hào) | 參數(shù) | FDP027N08B - F102 | 單位 |
|---|---|---|---|
| (V_{DSS}) | 漏極 - 源極電壓 | 80 | V |
| (V_{GSS}) | 柵極 - 源極電壓 | ±20 | V |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=25^{circ}C)，硅限制） | 223* | A |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=100^{circ}C)，硅限制） | 158* | A |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C}=25^{circ}C)，封裝限制） | 120 | A |
| (I_{DM}) | 漏極電流（脈沖） | 892 | A |
| (E_{AS}) | 單脈沖雪崩能量 | 917 | mJ |
| (dv/dt) | 二極管恢復(fù) (dv/dt) 峰值 | 6.0 | V/ns |
| (P_{D}) | 功耗（(T_{C}=25^{circ}C)） | 246 | W |
| (P_{D}) | 功耗（降低至 (25^{circ}C) 以上） | 1.64 | W/°C |
| (T{J}, T{STG}) | 工作和存儲(chǔ)溫度范圍 | -55 至 +175 | °C |
| (T_{L}) | 用于焊接的最大引線溫度（距離外殼 1/8"，持續(xù) 5 秒） | 300 | °C |
注：* 計(jì)算連續(xù)電流（基于最高允許結(jié)溫），封裝限制電流為 120A。
熱性能
| 符號(hào) | 參數(shù) | FDP027N08B - F102 | 單位 |
|---|---|---|---|
| (R_{theta JC}) | 結(jié)至外殼熱阻最大值 | 0.61 | °C/W |
| (R_{theta JA}) | 結(jié)至環(huán)境熱阻最大值 | 62.5 | °C/W |
電氣特性（(T_{C}=25^{circ}C)）
關(guān)斷特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (BV_{DSS}) | 漏極 - 源極擊穿電壓 | (I{D}=250mu A)，(V{GS}=0V) | 80 | - | - | V |
| (Delta BV{DSS} / Delta T{J}) | 擊穿電壓溫度系數(shù) | (I_{D}=250mu A)，參考溫度為 25°C | - | 0.05 | - | V/°C |
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流 | (V{DS}=64V)，(V{GS}=0V) | - | - | 1 | (mu A) |
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流（(V{DS}=64V)，(T{C}=150^{circ}C)） | - | - | 500 | (mu A) | |
| (I_{GSS}) | 柵極 - 體漏電流 | (V{GS}=±20V)，(V{DS}=0V) | - | - | ±100 | nA |
導(dǎo)通特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (V_{GS(th)}) | 柵極閾值電壓 | (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250mu A) | 2.5 | - | 4.5 | V |
| (R_{DS(on)}) | 漏極至源極靜態(tài)導(dǎo)通電阻 | (V{GS}=10V)，(I{D}=100A) | - | 2.21 | 2.7 | (mOmega) |
| (g_{FS}) | 正向跨導(dǎo) | (V{DS}=10V)，(I{D}=100A) | - | 227 | - | S |
動(dòng)態(tài)特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (C_{iss}) | 輸入電容 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz) | - | 10170 | 13530 | pF |
| (C_{oss}) | 輸出電容 | - | 1670 | 2220 | pF | |
| (C_{rss}) | 反向傳輸電容 | - | 35 | - | pF | |
| (C_{oss (er)}) | 能量相關(guān)輸出電容 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=0V) | - | 3025 | - | pF |
| (Q_{g(tot)}) | 10V 的柵極電荷總量 | (V{DS}=40V)，(V{GS}=10V)，(I_{D}=100A) | - | 137 | 178 | nC |
| (Q_{gs}) | 柵極 - 源極柵極電荷 | - | 56 | - | nC | |
| (Q_{gs2}) | 柵極平臺(tái)電荷閾值 | - | 25 | - | nC | |
| (Q_{gd}) | 柵極 - 漏極 “ 米勒 ” 電荷 | - | 28 | - | nC | |
| (ESR) | 等效串聯(lián)電阻（G - S） | (f = 1MHz) | - | 2.4 | - | (Omega) |
開關(guān)特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (t_{d(on)}) | 導(dǎo)通延遲時(shí)間 | - | - | 47 | 104 | ns |
| (t_{r}) | 開通上升時(shí)間 | (V{DD}=40V)，(I{D}=100A) | - | 66 | 142 | ns |
| (t_{d(off)}) | 關(guān)斷延遲時(shí)間 | (V{GS}=10V)，(R{G}=4.7Omega) | - | 87 | 184 | ns |
| (t_{f}) | 關(guān)斷下降時(shí)間 | - | - | 41 | 92 | ns |
漏極 - 源極二極管特性
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (I_{S}) | 漏極 - 源極二極管最大正向連續(xù)電流 | - | - | - | 223* | A |
| (I_{SM}) | 漏極 - 源極二極管最大正向脈沖電流 | - | - | - | 892 | A |
| (V_{SD}) | 漏極 - 源極二極管正向電壓 | (V{GS}=0V)，(I{SD}=100A) | - | - | 1.3 | V |
| (t_{rr}) | 反向恢復(fù)時(shí)間 | (V{GS}=0V)，(V{DD}=40V)，(I{SD}=100A)，(dI{F}/dt = 100A/mu s) | - | 80 | - | ns |
| (Q_{rr}) | 反向恢復(fù)電荷 | - | 112 | - | nC |
五、典型性能特征
文檔中給出了多個(gè)典型性能特征圖，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻變化與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系等。這些特性圖直觀地展示了FDP027N08B在不同條件下的性能表現(xiàn)，對(duì)于工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)進(jìn)行參數(shù)選擇和性能評(píng)估非常有幫助。例如，通過導(dǎo)通電阻變化與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系圖，可以了解在不同電流和柵極電壓下的導(dǎo)通電阻變化情況，從而優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。
六、封裝與定購(gòu)信息
FDP027N08B采用TO - 220封裝，頂標(biāo)為FDP027N08B，包裝方法為塑料管，每管50個(gè)。這為工程師在選擇封裝形式和定購(gòu)產(chǎn)品時(shí)提供了明確的信息。
七、總結(jié)
ON Semiconductor的FDP027N08B N溝道PowerTrench? MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、低反向恢復(fù)電荷、快速開關(guān)速度等特性，在同步整流、電池保護(hù)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和不間斷電源等應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢(shì)。工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)其電氣參數(shù)和典型性能特征，合理選擇和使用該MOSFET，以提高電路的性能和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似MOSFET的性能問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。
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