Onsemi FDWS86068 - F085 N 沟道 MOSFET 深度解析

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET 是不可或缺的关键元件。今天我们就来深入探讨 Onsemi 推出的 FDWS86068 - F085 N 沟道 MOSFET，了解它的特性、参数以及应用场景。

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一、产品概述

FDWS86068 - F085 是一款采用 POWERTRENCH 技术的 N 沟道 MOSFET，具备出色的电气性能，适用于多种汽车和工业应用。其主要参数如下：	参数	数值
VDSS（漏源电压）	100 V
ID MAX（最大漏极电流）	80 A
RDS(on) MAX（最大导通电阻）	6.4 mΩ

二、产品特性

低导通电阻

在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 的条件下，典型导通电阻 R_DS(on) 仅为 5.2 mΩ。低导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET 的功率损耗更小，能够有效提高系统效率，减少发热。这对于需要高功率转换效率的应用来说至关重要，比如汽车发动机控制系统和电子转向系统。

低栅极电荷

在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 时，典型总栅极电荷 Q_g(tot) 为 31 nC。低栅极电荷可以降低开关损耗，提高开关速度，从而使 MOSFET 能够在高频环境下稳定工作。这在一些对开关速度要求较高的应用中，如电机驱动和电磁阀控制中具有明显优势。

UIS 能力

该 MOSFET 通过了 AEC Q101 认证，具备 UIS（非钳位电感开关）能力。这意味着它能够承受一定的雪崩能量，在电感负载的开关过程中，即使出现电压尖峰，也能保证器件的可靠性，减少损坏的风险。

可焊侧翼设计

采用可焊侧翼设计，方便进行自动光学检测（AOI），提高生产效率和产品质量。同时，该器件为无铅产品，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

三、电气参数

最大额定值

符号	参数	额定值	单位
VDSS	漏源电压	100	V
VGS	栅源电压	±20	V
ID	漏极电流（TC = 25°C，连续，VGS = 10 V）	80	A
EAS	单脉冲雪崩能量	45	mJ
PD	功率耗散（25°C 以上降额）	214（1.43 W/°C）	W
TJ，TSTG	工作和存储温度范围	- 55 至 +150	°C
RθJC	热阻（结到壳）	0.7	°C/W
RθJA	最大热阻（结到环境）	50	°C/W

电气特性

1. 关断特性：
   • 漏源击穿电压 B_VDSS 在 I_D = 250 μA、V_GS = 0 V 时为 100 V。
   • 漏源泄漏电流 I_DSS 在 V_DS = 100 V、V_GS = 0 V 时，25°C 下为 1 μA，175°C 下为 1 mA。
   • 栅源泄漏电流 I_GSS 在 V_GS = ±20 V 时为 ±100 nA。
2. 导通特性：
   • 阈值电压 V_GS(th) 为 3 V。
   • 导通电阻 R_DS(on) 在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 时，25°C 下为 6.4 mΩ，175°C 下为 14 mΩ。
3. 动态特性：
   • 输入电容 C_iss 在 V_DS = 50 V、V_GS = 0 V、f = 1 MHz 时为 2220 pF。
   • 输出电容 C_oss 为 1350 pF。
   • 反向传输电容 C_rss 为 19 pF。
   • 栅极电阻 R_g 在 V_GS = 0.5 V、f = 1 MHz 时为 0.3 Ω。
   • 总栅极电荷 Q_g(tot) 在 V_GS = 0 至 10 V、V_DD = 50 V、I_D = 80 A 时为 31 nC（典型值），最大值为 43 nC。
4. 开关特性：
   • 导通时间 t_on 最大为 30 ns。
   • 导通延迟时间 t_d(on) 为 15 ns。
   • 导通上升时间 t_r 为 6 ns。
   • 关断延迟时间 t_d(off) 为 24 ns。
   • 关断下降时间 t_f 为 7 ns。
   • 关断时间 t_off 最大为 48 ns。
5. 漏源二极管特性：
   • 源漏二极管正向电压 V_SD 在 I_SD = 80 A、V_GS = 0 V 时为 0.95 V（典型值），最大值为 1.3 V；在 I_SD = 40 A、V_GS = 0 V 时为 0.87 V（典型值），最大值为 1.2 V。
   • 反向恢复时间 T_rr 在 I_F = 80 A、dI_SD/dt = 100 A/μs 时为 61 ns（典型值），最大值为 80 ns。
   • 反向恢复电荷 Q_rr 为 56 nC（典型值），最大值为 84 nC。

四、典型特性曲线

文档中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、非钳位电感开关能力、传输特性、正向二极管特性、R_DS(on) 与栅极电压的关系、归一化 R_DS(on) 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、电容与漏源电压的关系以及栅极电荷与栅源电压的关系等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解 MOSFET 在不同工作条件下的性能，从而进行合理的设计。

五、机械封装

FDWS86068 - F085 采用 DFNW8 封装（5.2x6.3，1.27P CASE 507AU），文档提供了详细的封装尺寸和标注信息。在进行 PCB 设计时，需要根据这些尺寸进行合理的布局，确保器件的安装和散热。同时，要注意封装的共面性要求，保证焊接质量。

六、应用场景

汽车领域

• 发动机控制：在汽车发动机控制系统中，MOSFET 用于控制各种电磁阀和电机，如喷油嘴控制、节气门控制等。FDWS86068 - F085 的低导通电阻和高开关速度能够提高系统的效率和响应速度，保证发动机的稳定运行。
• 动力总成管理：在动力总成管理系统中，MOSFET 用于控制电动助力转向、电动空调压缩机等设备。其 UIS 能力和高可靠性能够满足汽车恶劣的工作环境要求。
• 电子转向：电子转向系统需要快速、精确的控制，FDWS86068 - F085 的低栅极电荷和高开关速度能够满足这一需求，提高转向系统的性能。

工业领域

在工业自动化中，MOSFET 常用于电机驱动和电磁阀控制。FDWS86068 - F085 的高性能和可靠性能够保证设备的稳定运行，提高生产效率。

七、注意事项

• 应力超过最大额定值可能会损坏器件，使用时应确保工作条件在额定范围内。
• 产品的性能在不同的工作条件下可能会有所不同，工程师需要根据实际应用进行参数验证。
• 该器件不适合用于生命支持系统或 FDA 3 类医疗设备等关键应用。

总之，Onsemi 的 FDWS86068 - F085 N 沟道 MOSFET 以其出色的性能和可靠性，为电子工程师在汽车和工业应用中提供了一个优秀的选择。在设计过程中，工程师需要充分了解其特性和参数，合理应用，以实现系统的最佳性能。大家在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。