深入解析FDD5N50NZ - N溝道UniFET? II MOSFET

在電子工程師的日常設計工作中，MOSFET是一種常見且關鍵的器件。今天我們就來深入了解一下FAIRCHILD的FDD5N50NZ - N溝道UniFET? II MOSFET，看看它有哪些特性和應用場景。

文件下載：FDD5N50NZ-D.pdf

一、公司背景與產品編號變更

Fairchild已成為ON Semiconductor的一部分。由于系統要求，部分Fairchild可訂購的零件編號需要更改，原編號中的下劃線（_）將改為破折號（-）。大家可以訪問ON Semiconductor的網站www.onsemi.com來驗證更新后的器件編號。

二、FDD5N50NZ MOSFET概述

基本參數

FDD5N50NZ是一款N溝道UniFET? II MOSFET，具備500V耐壓、4A電流和1.5Ω導通電阻的特性。在VGS = 10V、ID = 2A的典型條件下，其導通電阻RD(on)為1.38Ω。

特性亮點

1. 低柵極電荷：典型值為9nC，有助于降低開關損耗，提高開關速度。
2. 低Crss：典型值為4pF，可改善開關性能，減少米勒效應的影響。
3. 100%雪崩測試：保證了器件在雪崩狀態下的可靠性。
4. 改進的dv/dt能力：能更好地應對電壓變化率，增強了器件的穩定性。
5. ESD改進能力：內部柵 - 源ESD二極管使該MOSFET能夠承受超過2kV的HBM浪涌應力。
6. RoHS合規：符合環保要求，滿足綠色電子的設計需求。

應用領域

適用于多種領域，如LCD/LED/PDP TV、照明以及不間斷電源（UPS）等。

三、詳細參數分析

絕對最大額定值

熱特性

熱阻方面，結到外殼的最大熱阻RθJC為2.0°C/W，結到環境的最大熱阻RθJA為90°C/W。這對于散熱設計至關重要，工程師在設計時需要根據實際情況考慮散熱措施，以確保器件在合適的溫度范圍內工作。

電氣特性

1. 關斷特性
   • 漏源擊穿電壓BVDSS在ID = 250μA、VGS = 0V、TJ = 25°C時為500V。
   • 擊穿電壓溫度系數ΔBVDSS/ΔTJ在ID = 250μA、參考25°C時為0.5V/°C。
   • 零柵壓漏極電流IDSS在VDS = 500V、VGS = 0V時最大為1μA；在VDS = 400V、TC = 125°C時最大為10μA。
   • 柵 - 體泄漏電流IGSS在VGS = ±25V、VDS = 0V時最大為±10μA。
2. 導通特性
   • 柵極閾值電壓VGS(th)在VGS = VDS、ID = 250μA時，范圍為3.0 - 5.0V。
   • 靜態漏源導通電阻RDS(on)在VGS = 10V、ID = 2A時，典型值為1.38Ω，最大值為1.5Ω。
   • 正向跨導gFS在VDS = 20V、ID = 2A時，典型值為3.54S。
3. 動態特性
   • 輸入電容Ciss在VDS = 25V、VGS = 0V、f = 1MHz時，典型值為330pF，最大值為440pF。
   • 輸出電容Coss典型值為50pF，最大值為70pF。
   • 反向傳輸電容Crss典型值為4pF，最大值為6pF。
   • 10V時的總柵極電荷Qg(tot)在VDS = 400V、ID = 4A、VGS = 10V時，典型值為9nC，最大值為12nC。
   • 柵 - 源柵極電荷Qgs典型值為2nC，柵 - 漏“米勒”電荷Qgd典型值為4nC。
4. 開關特性
   • 導通延遲時間td(on)典型值為12ns，最大值為35ns。
   • 導通上升時間tr典型值為22ns，最大值為55ns。
   • 關斷延遲時間td(off)典型值為28ns，最大值為65ns。
   • 關斷下降時間tf典型值為21ns，最大值為50ns。
5. 漏源二極管特性
   • 最大連續漏源二極管正向電流為4A，最大脈沖漏源二極管正向電流為16A。
   • 漏源二極管正向電壓VSD在VGS = 0V、ISD = 4A時為1.4V。
   • 反向恢復時間trr在VGS = 0V、ISD = 4A、dIF/dt = 100A/μs時典型值為210ns。
   • 反向恢復電荷Qrr典型值為1.1μC。

四、典型性能特性

文檔中給出了多個典型性能特性曲線，包括導通區域特性、導通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化、電容特性、轉移特性、體二極管正向電壓隨源電流和溫度的變化、柵極電荷特性、擊穿電壓隨溫度的變化、導通電阻隨溫度的變化、最大安全工作區、最大漏極電流隨外殼溫度的變化以及瞬態熱響應曲線等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現，從而優化設計。

五、測試電路與波形

文檔還提供了柵極電荷測試電路及波形、電阻性開關測試電路及波形、無鉗位電感開關測試電路及波形以及峰值二極管恢復dv/dt測試電路及波形。這些測試電路和波形對于工程師驗證器件性能、進行電路設計和調試具有重要的參考價值。

六、機械尺寸與封裝

FDD5N50NZ采用D - PAK封裝，文檔給出了詳細的機械尺寸圖。同時提醒大家，封裝圖紙可能會隨時更改，建議訪問Fairchild Semiconductor的在線封裝區域獲取最新的封裝圖紙。

七、商標與免責聲明

文檔中列出了Fairchild Semiconductor及其全球子公司擁有的眾多商標。同時強調了公司對產品的免責聲明，包括有權隨時更改產品設計、不承擔產品應用或使用中的任何責任、不授予專利權利等。此外，明確指出產品不授權用于生命支持系統或FDA Class 3醫療設備等關鍵應用領域。

八、產品狀態定義

文檔對產品狀態進行了定義，包括提前信息（Formative / In Design）、初步（First Production）、無需標識（Full Production）和過時（Not In Production）等不同狀態及其含義。這有助于工程師了解產品的開發和生產階段，合理選擇合適的產品進行設計。

在實際設計中，電子工程師需要根據具體的應用需求，綜合考慮FDD5N50NZ的各項參數和特性，合理選擇和使用該器件。同時，要關注產品編號的變更以及相關的免責聲明和安全注意事項，確保設計的可靠性和安全性。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。