ON Semiconductor FDP027N08B：高性能N沟道PowerTrench® MOSFET解析

在电子设计领域，MOSFET作为关键的功率器件，其性能直接影响着整个电路的效率和稳定性。今天我们要探讨的是ON Semiconductor的FDP027N08B N沟道PowerTrench® MOSFET，它在多个应用场景中展现出了卓越的性能。

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一、产品特性

低导通电阻与低FOM

FDP027N08B的导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=10V)、(I{D}=100A) 时典型值为 (2.21mOmega)，低导通电阻意味着在导通状态下的功率损耗更低，能有效提高电路效率。同时，它具有低FOM（品质因数）(R{DS(on)} * Q_{G})，这对于追求高效开关的应用非常重要。

低反向恢复电荷与软反向恢复体二极管

该MOSFET的反向恢复电荷 (Q_{rr}=112nC)，较低的反向恢复电荷可以减少开关过程中的能量损耗。其软反向恢复体二极管特性，能降低反向恢复过程中的电压尖峰和电磁干扰，提高系统的可靠性。

快速开关速度与UIL测试

具备快速的开关速度，能够满足高频应用的需求。并且100%经过UIL（非箝位感性负载）测试，保证了在感性负载应用中的稳定性和可靠性。

符合RoHS标准

符合RoHS标准，意味着该产品在环保方面满足要求，可广泛应用于对环保有严格要求的电子设备中。

二、产品说明

FDP027N08B采用飞兆半导体的PowerTrench®工艺生产。这一先进工艺专为最大限度地降低导通阻抗并保持卓越开关性能而设计，使得该MOSFET在导通损耗和开关速度之间取得了良好的平衡。

三、应用领域

同步整流

适用于ATX/服务器/电信PSU（电源供应器）的同步整流，能够提高电源的转换效率，降低功耗。

电池保护电路

在电池保护电路中，FDP027N08B可以快速响应，保护电池免受过充、过放等损害。

电机驱动和不间断电源

在电机驱动和不间断电源（UPS）中，其快速开关速度和低导通电阻特性有助于提高系统的效率和性能。

四、电气参数

最大额定值

符号	参数	FDP027N08B - F102	单位
(V_{DSS})	漏极 - 源极电压	80	V
(V_{GSS})	栅极 - 源极电压	±20	V
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ}C)，硅限制）	223*	A
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=100^{circ}C)，硅限制）	158*	A
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ}C)，封装限制）	120	A
(I_{DM})	漏极电流（脉冲）	892	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	917	mJ
(dv/dt)	二极管恢复 (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})	工作和存储温度范围	-55 至 +175	°C
(T_{L})	用于焊接的最大引线温度（距离外壳 1/8"，持续 5 秒）	300	°C

注：* 计算连续电流（基于最高允许结温），封装限制电流为 120A。

热性能

符号	参数	FDP027N08B - F102	单位
(R_{theta JC})	结至外壳热阻最大值	0.61	°C/W
(R_{theta JA})	结至环境热阻最大值	62.5	°C/W

电气特性（(T_{C}=25^{circ}C)）

关断特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(BV_{DSS})	漏极 - 源极击穿电压	(I{D}=250mu A)，(V{GS}=0V)	80	-	-	V
(Delta BV{DSS} / Delta T{J})	击穿电压温度系数	(I_{D}=250mu A)，参考温度为 25°C	-	0.05	-	V/°C
(I_{DSS})	零栅极电压漏极电流	(V{DS}=64V)，(V{GS}=0V)	-	-	1	(mu A)
(I_{DSS})	零栅极电压漏极电流（(V{DS}=64V)，(T{C}=150^{circ}C)）	-	-	500	(mu A)
(I_{GSS})	栅极 - 体漏电流	(V{GS}=±20V)，(V{DS}=0V)	-	-	±100	nA

导通特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{GS(th)})	栅极阈值电压	(V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250mu A)	2.5	-	4.5	V
(R_{DS(on)})	漏极至源极静态导通电阻	(V{GS}=10V)，(I{D}=100A)	-	2.21	2.7	(mOmega)
(g_{FS})	正向跨导	(V{DS}=10V)，(I{D}=100A)	-	227	-	S

动态特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(C_{iss})	输入电容	(V{DS}=40V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz)	-	10170	13530	pF
(C_{oss})	输出电容	-	1670	2220	pF
(C_{rss})	反向传输电容	-	35	-	pF
(C_{oss (er)})	能量相关输出电容	(V{DS}=40V)，(V{GS}=0V)	-	3025	-	pF
(Q_{g(tot)})	10V 的栅极电荷总量	(V{DS}=40V)，(V{GS}=10V)，(I_{D}=100A)	-	137	178	nC
(Q_{gs})	栅极 - 源极栅极电荷	-	56	-	nC
(Q_{gs2})	栅极平台电荷阈值	-	25	-	nC
(Q_{gd})	栅极 - 漏极 “ 米勒 ” 电荷	-	28	-	nC
(ESR)	等效串联电阻（G - S）	(f = 1MHz)	-	2.4	-	(Omega)

开关特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(t_{d(on)})	导通延迟时间	-	-	47	104	ns
(t_{r})	开通上升时间	(V{DD}=40V)，(I{D}=100A)	-	66	142	ns
(t_{d(off)})	关断延迟时间	(V{GS}=10V)，(R{G}=4.7Omega)	-	87	184	ns
(t_{f})	关断下降时间	-	-	41	92	ns

漏极 - 源极二极管特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(I_{S})	漏极 - 源极二极管最大正向连续电流	-	-	-	223*	A
(I_{SM})	漏极 - 源极二极管最大正向脉冲电流	-	-	-	892	A
(V_{SD})	漏极 - 源极二极管正向电压	(V{GS}=0V)，(I{SD}=100A)	-	-	1.3	V
(t_{rr})	反向恢复时间	(V{GS}=0V)，(V{DD}=40V)，(I{SD}=100A)，(dI{F}/dt = 100A/mu s)	-	80	-	ns
(Q_{rr})	反向恢复电荷	-	112	-	nC

五、典型性能特征

文档中给出了多个典型性能特征图，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻变化与漏极电流和栅极电压的关系等。这些特性图直观地展示了FDP027N08B在不同条件下的性能表现，对于工程师在设计电路时进行参数选择和性能评估非常有帮助。例如，通过导通电阻变化与漏极电流和栅极电压的关系图，可以了解在不同电流和栅极电压下的导通电阻变化情况，从而优化电路设计。

六、封装与定购信息

FDP027N08B采用TO - 220封装，顶标为FDP027N08B，包装方法为塑料管，每管50个。这为工程师在选择封装形式和定购产品时提供了明确的信息。

七、总结

ON Semiconductor的FDP027N08B N沟道PowerTrench® MOSFET以其低导通电阻、低反向恢复电荷、快速开关速度等特性，在同步整流、电池保护电路、电机驱动和不间断电源等应用领域具有很大的优势。工程师在设计相关电路时，可以根据其电气参数和典型性能特征，合理选择和使用该MOSFET，以提高电路的性能和可靠性。大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的性能问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。