深入解析FDMS86102LZ N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET

引言

在电子工程领域，MOSFET作为重要的功率器件，广泛应用于各种电路设计中。今天我们要探讨的是FDMS86102LZ N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET，它在性能和应用方面都有独特之处，下面将对其进行详细解析。

文件下载：FDMS86102LZ-D.pdf

产品背景与公司信息

Fairchild已成为ON Semiconductor的一部分，在系统整合过程中，部分Fairchild可订购的零件编号需要更改，以满足ON Semiconductor的系统要求。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）核实更新后的设备编号。

FDMS86102LZ MOSFET特性

基本参数

FDMS86102LZ是一款100V、22A、25mΩ的N沟道屏蔽栅功率沟槽MOSFET。它采用了Fairchild Semiconductor先进的PowerTrench®工艺，并结合了屏蔽栅技术，这种工艺在优化导通电阻的同时，还能保持出色的开关性能。

特性亮点

1. 低导通电阻：在(V{GS}=10V)，(I{D}=7A)时，最大(r{DS(on)} = 25mΩ)；在(V{GS}=4.5V)，(I{D}=5.8A)时，最大(r{DS(on)} = 37mΩ)。低导通电阻有助于降低功耗，提高效率。
2. 高ESD保护：HBM ESD保护水平典型值大于6KV，并且经过100% UIL测试，增强了器件的可靠性。
3. 符合RoHS标准：满足环保要求，适用于对环保有严格要求的应用场景。

应用领域

该MOSFET适用于多种应用，包括DC - DC转换、逆变器和同步整流等。在这些应用中，其低导通电阻和良好的开关性能能够有效提高电路的效率和稳定性。

电气特性分析

最大额定值

符号	参数	条件	额定值	单位
(V_{DS})	漏源电压	-	100	V
(V_{GS})	栅源电压	-	±20	V
(I_{D})	连续漏极电流	(T_{C}=25^{circ}C)	22	A
		(T_{A}=25^{circ}C)	7	A
	脉冲漏极电流	-	40	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	-	84	mJ
(P_{D})	功率耗散	(T_{C}=25^{circ}C)	69	W
		(T_{A}=25^{circ}C)	2.5	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-	-55 to +150	°C

热特性

符号	参数	条件	数值	单位
(R_{θJC})	结到外壳热阻	-	1.8	°C/W
(R_{θJA})	结到环境热阻	特定条件	50	°C/W

详细电气特性

1. 关断特性：包括漏源击穿电压(BV{DSS})、击穿电压温度系数(Delta BV{DSS}/Delta T{J})、零栅压漏极电流(I{DSS})和栅源泄漏电流(I_{GSS})等参数。
2. 导通特性：如栅源阈值电压(V{GS(th)})、栅源阈值电压温度系数(Delta V{GS(th)}/Delta T{J})、静态漏源导通电阻(r{DS(on)})和正向跨导(g_{FS})等。
3. 动态特性：涉及输入电容(C{iss})、输出电容(C{oss})、反向传输电容(C{rss})和栅极电阻(R{g})等。
4. 开关特性：包含导通延迟时间(t{d(on)})、上升时间(t{r})、关断延迟时间(t{d(off)})、下降时间(t{f})、总栅极电荷(Q{g(TOT)})、栅源电荷(Q{gs})和栅漏“米勒”电荷(Q_{gd})等。
5. 漏源二极管特性：有源极到漏极二极管正向电压(V{SD})、反向恢复时间(t{rr})和反向恢复电荷(Q_{rr})等。

典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，如导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、归一化导通电阻与结温的关系、导通电阻与栅源电压的关系、传输特性、源极到漏极二极管正向电压与源极电流的关系、栅极电荷特性、电容与漏源电压的关系、非钳位电感开关能力、最大连续漏极电流与外壳温度的关系、栅极泄漏电流与栅源电压的关系、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散和结到环境瞬态热响应曲线等。这些曲线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。

封装标记和订购信息

器件标记	器件	封装	卷轴尺寸	胶带宽度	数量
FDMS86102Z	FDMS86102LZ	Power 56	13’’	12mm	3000 units

注意事项

1. 部分参数的测试条件需要特别注意，如脉冲测试时脉冲宽度小于300μs，占空比小于2.0%。
2. 该器件不适合用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备或类似分类的医疗设备以及植入人体的设备。如果购买或使用该器件用于此类非预期或未授权的应用，买家需承担相应责任。

总结

FDMS86102LZ N-Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET凭借其低导通电阻、高ESD保护和良好的开关性能等优点，在DC - DC转换、逆变器和同步整流等应用中具有很大的优势。工程师在设计电路时，应充分考虑其电气特性和典型特性曲线，结合实际应用需求，合理选择和使用该器件。同时，要注意相关的注意事项，确保电路的可靠性和安全性。大家在实际应用中，是否遇到过类似MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。