深入解析 FDD9409 - F085 N - 通道 PowerTrench® MOSFET

大家好，作为一名资深电子工程师，在硬件设计开发领域，MOSFET 是我们经常会用到的重要元器件。今天就来深入探讨一下 ON Semiconductor（现 onsemi）的 FDD9409 - F085 N - 通道 PowerTrench® MOSFET。

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一、产品概述

FDD9409 - F085 是一款 40V、90A、3.2mΩ 的 N - 通道 PowerTrench® MOSFET，采用 D - PAK(TO - 252)封装，封装尺寸为 13”，带宽度为 12mm，每卷数量为 2500 个。该产品具备多项特性，如典型的 RDS(on) 在 VGS = 10V、ID = 80A 时为 2.3mΩ，具有 UIS 能力且符合 RoHS 标准，还通过了 AEC Q101 认证。

二、应用领域

2.1 汽车领域

它在汽车发动机控制、动力系统管理、螺线管和电机驱动、电子转向、集成启动器/交流发电机等方面有着广泛的应用。在汽车电子系统中，对元器件的稳定性和可靠性要求极高，FDD9409 - F085 的特性使其能够很好地满足这些需求。比如在发动机控制系统中，精确的电流控制和低导通电阻可以提高系统的效率和性能。大家在设计汽车电子系统时，是否会优先考虑这类高性能的 MOSFET 呢？

2.2 电源管理领域

适用于分布式电源架构和 VRM 以及 12V 系统的主开关。在电源管理中，低导通电阻可以减少功率损耗，提高电源的转换效率。对于电源设计工程师来说，这无疑是一个很有吸引力的特性。

三、产品参数

3.1 最大额定值

符号	参数	额定值	单位
VDSS	漏源电压	40	V
VGS	栅源电压	±20	V
ID	连续漏极电流（VGS = 10）（注 1）	90	A
脉冲漏极电流	-	-	-
EAS	单脉冲雪崩能量（注 2）	101	mJ
PD	功率耗散	150	W
25°C 以上降额	-	1	W/°C
TJ, TSTG	工作和储存温度	-55 至 +175	°C
RθJC	结到壳的热阻	1	°C/W
RθJA	最大结到环境的热阻（注 3）	52	°C/W

注：

1. 电流受键合线配置限制。
2. 起始 TJ = 25°C，L = 0.1mH，IAS = 44A，VDD = 40V（电感充电期间），VDD = 0V（雪崩期间）。
3. RθJA 是结到壳和壳到环境热阻之和，其中壳热参考定义为漏极引脚的焊接安装表面。RθJC 通过设计保证，而 RθJA 由用户的电路板设计决定，此处给出的最大额定值基于安装在 1in² 的 2oz 铜焊盘上。

3.2 电气特性

3.2.1 关断特性

• BVDSS（漏源击穿电压）：ID = 250μA，VGS = 0V 时为 40V。
• IDSS（漏源泄漏电流）：VDS = 40V，TJ = 25°C，VGS = 0V 时为 1μA；TJ = 175°C（注 4）时为 1mA。
• IGSS（栅源泄漏电流）：VGS = ±20V 时为 ±100nA。

3.2.2 导通特性

• VGS(th)（栅源阈值电压）：VGS = VDS，ID = 250μA 时，最小值为 2.0V，典型值为 3.2V，最大值为 4.0V。
• RDS(on)（漏源导通电阻）：ID = 80A，VGS = 10V，TJ = 25°C 时，典型值为 2.3mΩ，最大值为 3.2mΩ；TJ = 175°C（注 4）时，典型值为 4.1mΩ，最大值为 5.7mΩ。

3.2.3 动态特性

• Ciss（输入电容）：VDS = 25V，VGS = 0V，f = 1MHz 时为 3130pF。
• Coss（输出电容）：756pF。
• Crss（反向传输电容）：48pF。
• Rg（栅极电阻）：f = 1MHz 时为 2Ω。
• Qg(ToT)（总栅极电荷）：VGS = 0 到 10V，VDD = 20V，ID = 80A 时，典型值为 42nC，最大值为 46nC。
• Qg(th)（阈值栅极电荷）：VGS = 0 到 2V 时，典型值为 6nC，最大值为 7nC。
• Qgs（栅源栅极电荷）：16nC。
• Qgd（栅漏“米勒”电荷）：7.7nC。

3.2.4 开关特性

• ton（导通时间）：72ns。
• td(on)（导通延迟时间）：23ns。
• tr（上升时间）：22ns。
• td(off)（关断延迟时间）：41ns。
• tf（下降时间）：15ns。
• toff（关断时间）：76ns。

3.2.5 漏源二极管特性

• VSD（源漏二极管电压）：ISD = 80A，VGS = 0V 时为 1.25V；ISD = 40A，VGS = 0V 时为 1.2V。
• trr（反向恢复时间）：IF = 80A，dISD/dt = 100A/μs，VDD = 32V 时，典型值为 54ns，最大值为 73ns。
• Qrr（反向恢复电荷）：典型值为 42nC，最大值为 61nC。

注 4：最大值在 TJ = 175°C 时由设计指定，产品在生产中不测试此条件。

四、典型特性

4.1 功率耗散与温度关系

从归一化功率耗散与壳温的关系图（图 1）可以看出，随着壳温的升高，功率耗散会逐渐降低。这就提醒我们在设计电路时，要充分考虑散热问题，以保证 MOSFET 在合适的温度范围内工作。大家在实际设计中，是如何进行散热设计的呢？

4.2 最大连续漏极电流与温度关系

图 2 展示了最大连续漏极电流与壳温的关系。可以看到，电流会受到封装和硅材料的限制，并且随着温度的升高，电流能力会下降。在选择 MOSFET 时，我们需要根据实际的工作温度和电流需求来合理选择。

4.3 其他特性

还有如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、转移特性、饱和特性、正向二极管特性、RDSON 与栅极电压关系、归一化 RDSON 与结温关系、归一化栅极阈值电压与温度关系、归一化漏源击穿电压与结温关系、电容与漏源电压关系、栅极电荷与栅源电压关系等典型特性图，这些特性图为我们在电路设计中提供了重要的参考依据。

五、注意事项

ON Semiconductor 提醒我们，产品参数中的“典型”值在不同应用中可能会有所变化，实际性能也会随时间变化。所有工作参数，包括“典型值”，都必须由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。此外，该产品不设计、不打算也未获授权用于生命支持系统、FDA 3 类医疗设备或在外国司法管辖区具有相同或类似分类的医疗设备，以及任何打算植入人体的设备。如果购买或使用该产品用于此类非预期或未经授权的应用，买方应承担相应责任。

以上就是对 FDD9409 - F085 N - 通道 PowerTrench® MOSFET 的详细解析，希望对大家在硬件设计开发中有所帮助。在实际应用中，大家还遇到过哪些关于 MOSFET 的问题呢？欢迎一起交流探讨。