onsemi FDMC007N08LC N沟道MOSFET深度解析

作为一名电子工程师，在硬件设计开发中，MOSFET是常用的电子元件之一，下面深度剖析onsemi的FDMC007N08LC这款N沟道MOSFET。

文件下载：FDMC007N08LC-D.pdf

一、产品概述

这款N沟道MV MOSFET采用了onsemi先进的POWERTRENCH工艺，融入了屏蔽栅极技术。该工艺经过优化，既能够最小化导通电阻，又能保持出色的开关性能，同时拥有一流的软体二极管特性。它可以用于初级DC - DC MOSFET、DC - DC和AC - DC中的同步整流器、电机驱动以及太阳能等领域。

二、产品特性

2.1 低导通电阻

屏蔽栅极MOSFET技术使得该产品在不同条件下具有较低的导通电阻。在(V{GS}=10V)，(I{D}=21A)时，最大(R{DS(on)} = 7.0mOmega)；在(V{GS}=4.5V)，(I{D}=17A)时，最大(R{DS(on)} = 10.4mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗更小，效率更高，这在很多对功耗要求较高的应用场景中非常关键。大家可以思考一下，在一个对功耗敏感的便携式设备中，低导通电阻能为设备带来怎样的性能提升呢？

2.2 5V驱动能力

具备5V驱动能力，并且其反向恢复电荷(Q_{rr})比其他MOSFET供应商的产品低50%，这有助于降低开关噪声和电磁干扰（EMI）。在一些对电磁兼容性要求较高的设计中，这一特性可以减少额外的滤波电路设计，简化电路结构。

2.3 稳健的封装设计

采用MSL1稳健封装设计，并且经过100% UIL测试。这种封装设计能够提供更好的机械稳定性和电气性能，保证产品在不同环境下的可靠性。同时，该器件符合无铅、无卤和RoHS标准，满足环保要求。

三、绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Value	Unit
(V_{DS})	漏源电压	80	V
(V_{GS})	栅源电压	± 20	V
(I_{D})	连续电流（注1a）、脉冲电流（注4）	(T_{A}=25^{circ}C)时，连续14A，脉冲33A	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量（注3）	150	mJ
(P_{D})	功率耗散（注1a）	(T{C}=25^{circ}C)时57W，(T{A}=25^{circ}C)时2.4W	W
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	–55 to +150	°C

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。如果超过这些限制，不能保证器件的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。

四、热特性

热阻是衡量MOSFET散热性能的重要指标。该产品的热阻(R_{theta JA})（结到环境的热阻）在安装在(1in^{2})的2oz铜焊盘上时为(53^{circ}C/W) 。在实际设计中，热阻会影响MOSFET的工作温度，进而影响其性能和可靠性。工程师们在设计散热方案时，需要根据实际的应用场景和功率需求，合理选择散热方式，如散热片、风扇等。大家在以往的设计中，是如何考虑MOSFET的散热问题的呢？

五、电气特性

5.1 关断特性

击穿电压(B_{V DSS})最小值为80V，表明该MOSFET能够承受较高的漏源电压，保证在高压环境下的正常工作。

5.2 导通特性

栅源阈值电压(V{GS(th)})在(V{GS}=V{DS})，(I{D}=120mu A)时，最小值为1.5V，典型值为2.5V。导通电阻(R{DS(on)})在不同的(V{GS})和(I{D})条件下有不同的值，如在(V{GS}=10V)，(I{D}=21A)，(T{J}=25^{circ}C)时，最大值为7.0mΩ 。这些参数对于设计电路的导通性能至关重要。

5.3 动态特性

输入电容(C{iss})在(V{DS}=40V)，(V_{GS}=0V)，(f = 1MHz)时，典型值为2100pF。电容特性会影响MOSFET的开关速度和驱动能力，在高速开关应用中需要重点考虑。

5.4 开关特性

包括开启延迟时间(t{d(on)})、上升时间(t{r})、关断延迟时间(t{d(off)})和下降时间(t{f})等。这些时间参数决定了MOSFET的开关速度，对于高频开关电路的设计非常关键。

5.5 漏源二极管特性

源漏二极管正向电压(V{SD})在不同的电流条件下有不同的值，反向恢复时间(t{rr})和反向恢复电荷(Q_{rr})也会随着电流和(di/dt)的变化而变化。这些特性对于同步整流等应用非常重要。

六、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，如导通区域特性曲线、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系曲线、归一化导通电阻与结温的关系曲线等。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，从而进行更合理的电路设计。例如，通过导通电阻与结温的关系曲线，可以预测在不同温度下MOSFET的功率损耗，进而优化散热设计。

七、封装和订购信息

该产品采用WDFN8 3.3x3.3，0.65P（Power 33）封装，标记为FDMC007N08LC。封装信息对于PCB设计非常重要，需要根据封装尺寸和引脚定义来进行布局。订购信息方面，可参考数据手册第6页的详细订购和运输信息。

八、总结

onsemi的FDMC007N08LC N沟道MOSFET凭借其先进的工艺、优秀的特性和可靠的封装，在DC - DC转换、电机驱动等领域具有广泛的应用前景。电子工程师在设计过程中，需要充分考虑其各项参数和特性，结合实际应用需求，进行合理的电路设计和散热设计，以确保产品的性能和可靠性。大家在使用类似MOSFET时，遇到过哪些问题，又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享交流。