FDS2734单N沟道UltraFET Trench® MOSFET技术解析

一、前言

在电子设计领域，MOSFET作为关键的半导体器件，广泛应用于各种电路中。FDS2734单N沟道UltraFET Trench® MOSFET凭借其出色的性能，成为众多工程师的选择。本文将对该MOSFET进行详细解析，帮助电子工程师更好地了解和应用这款产品。

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二、公司背景与产品编号变更

Fairchild Semiconductor已被ON Semiconductor收购。由于ON Semiconductor产品管理系统无法处理带有下划线（_）的部件命名，Fairchild部分可订购部件编号中的下划线将改为破折号（-）。若文档中出现带有下划线的设备编号，需到ON Semiconductor网站核实更新后的编号，最新订购信息可在www.onsemi.com查询。若对系统集成有疑问，可发邮件至[e-mail]。

三、FDS2734 MOSFET产品特性

（一）电气特性

1. 导通电阻低：在VGS = 10V、ID = 3.0A时，最大rDS(on) = 117mΩ；在VGS = 6V、ID = 2.8A时，最大rDS(on) = 126mΩ。低导通电阻可有效降低功率损耗，提高电路效率。
2. 开关速度快：具备快速的开关特性，能满足高频应用需求，例如在DC - DC转换电路中，可减少开关损耗，提高转换效率。
3. 高性能沟槽技术：采用先进的UltraFET Trench®工艺，可极大降低导通电阻，同时保持出色的开关性能。
4. 高功率和电流处理能力：连续漏极电流ID可达3.0A，脉冲电流可达50A，能承受较大的功率和电流，适用于高功率应用场景。
5. 符合RoHS标准：产品符合环保要求，有助于工程师设计出符合环保法规的电子产品。

（二）最大额定值

参数	额定值	单位
VDS（漏源电压）	250	V
VGS（栅源电压）	±20	V
ID（连续漏极电流）	3.0	A
ID（脉冲漏极电流）	50	A
EAS（单脉冲雪崩能量）	12.5	mJ
PD（功率耗散）	2.5（注1a），1.0（注1b）	W
TJ, TSTG（工作和存储结温范围）	-55 to 150	°C
RθJA（结到环境热阻）	50（注1a），125（注1b）	°C/W
RθJC（结到外壳热阻）	25	°C/W

（三）电气特性参数

1. 关断特性
   • BV DSS（漏源击穿电压）：ID = 250 µA、VGS = 0V时为250V。
   • ∆BV DSS/∆TJ（击穿电压温度系数）：ID = 250 µA，参考25°C时为157 mV/°C。
   • IDSS（零栅压漏极电流）：VDS = 200V、VGS = 0V时，TJ = 25°C为1 µA，TJ = 55°C为10 µA。
   • IGSS（栅源泄漏电流）：VGS = ±20V、VDS = 0V时为±100 nA。
2. 导通特性
   • VGS(th)（栅源阈值电压）：VGS = VDS、ID = 250 µA时，范围为2 - 4V。
   • ∆VGS(th)/∆TJ（栅源阈值电压温度系数）：ID = 250 µA，参考25°C时为 - 10.7 mV/°C。
   • rDS(on)（漏源导通电阻）：VGS = 10V、ID = 3.0A时，范围为97 - 117 mΩ；VGS = 6V、ID = 2.8A时，范围为101 - 126 mΩ；VGS = 10V、ID = 3.0A、TJ = 125°C时，范围为205 - 225 mΩ。
   • gFS（正向跨导）：VDS = 10V、ID = 3.0A时为15.1 S。
3. 动态特性
   • Ciss（输入电容）：为1960 - 2610 pF。
   • Coss（输出电容）：VDS = 100V、VGS = 0V、f = 1MHz时为85 - 130 pF。
   • Crss（反向传输电容）：为26 - 40 pF。
   • RG（栅极电阻）：f = 1MHz时为0.7 Ω。
4. 开关特性
   • td(on)（开启延迟时间）：VDD = 125V、ID = 3A、VGS = 10V、RGS = 6 Ω时为23 - 37 ns。
   • tr（上升时间）：为11 - 19 ns。
   • td(off)（关断延迟时间）：为40 - 64 ns。
   • tf（下降时间）：为11 - 19 ns。
   • Qg（总栅极电荷）：VDS = 125V、VGS = 10V、ID = 3.0A时为32 - 45 nC。
   • Qgs（栅源栅极电荷）：为9 nC。
   • Qgd（栅漏电荷）：为8 nC。
5. 漏源二极管特性
   • VSD（源漏二极管电压）：ISD = 3.0A时为0.74 - 1.2V。
   • trr（反向恢复时间）：IF = 3.0 A、diF/dt = 100A/µs时为72 - 108 ns。
   • Qrr（反向恢复电荷）：为185 - 278 nC。

四、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、源漏二极管正向电压与源电流的关系、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环境温度的关系、正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及瞬态热响应曲线等。这些曲线能帮助工程师更直观地了解MOSFET在不同工作条件下的性能表现。

五、应用领域

FDS2734 MOSFET适用于DC - DC转换电路，其低导通电阻和快速开关速度可有效提高转换效率，降低功率损耗。

六、注意事项

（一）产品使用限制

ON Semiconductor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、国外具有相同或类似分类的医疗设备以及用于人体植入的设备。若买方将产品用于此类非预期或未授权的应用，需承担相关责任。

（二）参数验证

数据手册中的“典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能也会随时间变化。因此，所有工作参数（包括“典型”参数）都需由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。

（三）知识产权与责任声明

ON Semiconductor拥有多项专利、商标、版权、商业秘密和其他知识产权。公司保留对产品进行更改的权利，且不承担因产品应用或使用产生的任何责任，也不授予其专利权利或他人权利的许可。

七、总结

FDS2734单N沟道UltraFET Trench® MOSFET以其低导通电阻、快速开关速度、高功率和电流处理能力等优点，在DC - DC转换等应用中具有很大优势。电子工程师在使用该产品时，需充分了解其各项特性和注意事项，以确保设计出高性能、可靠的电路。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。