FDD86102 N - Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET深度解析

在电子工程设计中，MOSFET器件是构建开关电路、电源管理系统等的基础元件。今天我们就来深入探讨一下Fairchild（现属ON Semiconductor）的FDD86102 N - Channel Shielded Gate PowerTrench® MOSFET。

文件下载：FDD86102-D.pdf

一、企业背景与产品编号变更说明

Fairchild现已成为ON Semiconductor的一部分。由于系统要求，部分Fairchild可订购的零件编号需要变更。在Fairchild零件编号中使用的下划线（_）将更改为破折号（ - ），大家可以在ON Semiconductor网站（www.onsemi.com）上验证更新后的设备编号。遇到系统集成相关问题，可发送邮件至[e-mail]咨询。

二、FDD86102 MOSFET基本信息

1. 产品概述

FDD86102是一款N沟道屏蔽栅PowerTrench® MOSFET，采用了Fairchild Semiconductor先进的PowerTrench®工艺，并结合了屏蔽栅技术。该工艺针对导通电阻（rDS(on)）、开关性能和耐用性进行了优化。

2. 关键参数

• 电压与电流：耐压100V，连续漏极电流在Tc = 25°C时为36A，Ta = 25°C时为8A，脉冲电流可达75A。
• 导通电阻：在VGS = 10V，ID = 8A时，最大rDS(on)为24mΩ；在VGS = 6V，ID = 6A时，最大rDS(on)为38mΩ。
• 功率：在Tc = 25°C时，功率耗散为62W；Ta = 25°C时为3.1W。
• 工作温度范围：工作和存储结温范围为 - 55°C至 + 150°C。

三、FDD86102的特性亮点

1. 先进的屏蔽栅MOSFET技术

这种技术使得器件能够在不同的偏置条件下实现极低的导通电阻。它最大程度地减少了栅 - 漏电容，从而提高了开关速度和效率。

2. 高性能沟槽技术

能够显著降低导通电阻rDS(on)，提升了器件在高功率和大电流下的工作能力。在广泛使用的表面贴装封装中，展现出了出色的功率和电流处理能力。

3. 低栅极电荷

相较于其他竞争的沟槽技术，FDD86102具有非常低的Qg和Qgd，这意味着在开关过程中，对栅极电容充电和放电所需的电荷量较少，从而减少了开关损耗，提高了开关速度。

4. 全UIL测试

通过100%的非钳位电感负载（UIL）测试，确保了器件在实际应用中的可靠性和稳定性，能够承受雪崩能量，降低了因电感负载引起的失效风险。

5. 环保合规

符合RoHS标准，这对于需要满足环保要求的电子产品设计来说是一个重要的特性。

四、应用领域

FDD86102非常适合用于DC - DC转换电路中。在DC - DC转换器里，它的低导通电阻和快速开关特性有助于提高转换效率，减少功率损耗，降低发热。那么大家在设计DC - DC转换电路时，会优先考虑哪些因素呢？

五、详细参数分析

1. 最大额定值

了解这些参数能避免器件因超过额定值而损坏。	参数	符号	额定值	单位
漏源电压	VDS	100	V
栅源电压	VGS	±20	V
连续漏极电流（Tc = 25°C）	ID	36	A
连续漏极电流（Ta = 25°C）	ID	8	A
脉冲漏极电流	ID	75	A
单脉冲雪崩能量	EAS	121	mJ
功率耗散（Tc = 25°C）	PD	62	W
功率耗散（Ta = 25°C）	PD	3.1	W
工作和存储结温范围	TJ, TSTG	- 55 to + 150	°C

2. 电气特性

（1）截止特性

• 漏源击穿电压（BVDSS）：在ID = 250μA，VGS = 0V时为100V，其温度系数为67mV/°C。
• 零栅压漏极电流（IDSS）：当VDS = 80V，VGS = 0V时为1μA。
• 栅源泄漏电流（IGSS）：在VGS = ±20V，VDS = 0V时为±100nA。

（2）导通特性

• 栅源阈值电压（VGS(th)）：范围在2V至4V之间，温度系数为 - 8.5mV/°C。
• 静态漏源导通电阻（rDS(on)）：会随VGS和ID以及温度的变化而变化。例如，在VGS = 10V，ID = 8A，TJ = 25°C时为19 - 24mΩ；在TJ = 125°C时为33 - 44mΩ。

（3）动态特性

包括输入电容（Ciss）、输出电容（Coss）、反向传输电容（Crss）和栅极电阻（Rg）等参数，这些参数影响着器件的开关速度和响应特性。

（4）开关特性

如导通延迟时间（td(on)）、上升时间（tr）、关断延迟时间（td(off)）、下降时间（tf）和总栅极电荷（Qg）等。总栅极电荷Qg的大小决定了驱动电路的设计要求和开关损耗的大小。

（5）漏源二极管特性

包括源 - 漏二极管正向电压（VSD）、反向恢复时间（trr）和反向恢复电荷（Qrr）等。这些参数在涉及到二极管续流的应用中非常重要。

六、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，这些曲线展示了器件在不同工作条件下的性能表现。

1. 导通区域特性

展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。可以看出栅源电压越高，在相同漏源电压下，漏极电流越大。

2. 归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系

体现了导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化规律。在实际设计中，我们可以根据这个曲线来选择合适的栅极电压和漏极电流，以获得较低的导通电阻。

3. 归一化导通电阻与结温的关系

随着结温的升高，导通电阻会增大。这就提醒我们在设计散热系统时，要充分考虑结温对导通电阻的影响，以确保器件在正常工作温度范围内保持良好的性能。

七、封装与订购信息

FDD86102采用D - PAK(TO - 252)封装，卷盘尺寸为13英寸，胶带宽度为16mm，每卷数量为2500个。在进行PCB设计时，我们需要根据这个封装尺寸来确定焊盘布局和间距。

工程师们在选择MOSFET器件时，需要综合考虑各种因素，如电压、电流、导通电阻、开关速度、封装等。FDD86102以其出色的性能和特性，在DC - DC转换等应用中具有很大的优势。大家在实际应用中有没有遇到过类似MOSFET器件的选型难题呢？欢迎在评论区分享交流。