Onsemi FDWS86068 - F085 N 溝道 MOSFET 深度解析

在電子工程師的日常設計工作中，MOSFET 是不可或缺的關鍵元件。今天我們就來深入探討 Onsemi 推出的 FDWS86068 - F085 N 溝道 MOSFET，了解它的特性、參數(shù)以及應用場景。

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一、產(chǎn)品概述

二、產(chǎn)品特性

低導通電阻

在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 的條件下，典型導通電阻 R_DS(on) 僅為 5.2 mΩ。低導通電阻意味著在導通狀態(tài)下，MOSFET 的功率損耗更小，能夠有效提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱。這對于需要高功率轉換效率的應用來說至關重要，比如汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)和電子轉向系統(tǒng)。

低柵極電荷

在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 時，典型總柵極電荷 Q_g(tot) 為 31 nC。低柵極電荷可以降低開關損耗，提高開關速度，從而使 MOSFET 能夠在高頻環(huán)境下穩(wěn)定工作。這在一些對開關速度要求較高的應用中，如電機驅動和電磁閥控制中具有明顯優(yōu)勢。

UIS 能力

該 MOSFET 通過了 AEC Q101 認證，具備 UIS（非鉗位電感開關）能力。這意味著它能夠承受一定的雪崩能量，在電感負載的開關過程中，即使出現(xiàn)電壓尖峰，也能保證器件的可靠性，減少損壞的風險。

可焊側翼設計

采用可焊側翼設計，方便進行自動光學檢測（AOI），提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。同時，該器件為無鉛產(chǎn)品，符合 RoHS 標準，滿足環(huán)保要求。

三、電氣參數(shù)

最大額定值

電氣特性

1. 關斷特性：
   • 漏源擊穿電壓 B_VDSS 在 I_D = 250 μA、V_GS = 0 V 時為 100 V。
   • 漏源泄漏電流 I_DSS 在 V_DS = 100 V、V_GS = 0 V 時，25°C 下為 1 μA，175°C 下為 1 mA。
   • 柵源泄漏電流 I_GSS 在 V_GS = ±20 V 時為 ±100 nA。
2. 導通特性：
   • 閾值電壓 V_GS(th) 為 3 V。
   • 導通電阻 R_DS(on) 在 V_GS = 10 V、I_D = 80 A 時，25°C 下為 6.4 mΩ，175°C 下為 14 mΩ。
3. 動態(tài)特性：
   • 輸入電容 C_iss 在 V_DS = 50 V、V_GS = 0 V、f = 1 MHz 時為 2220 pF。
   • 輸出電容 C_oss 為 1350 pF。
   • 反向傳輸電容 C_rss 為 19 pF。
   • 柵極電阻 R_g 在 V_GS = 0.5 V、f = 1 MHz 時為 0.3 Ω。
   • 總柵極電荷 Q_g(tot) 在 V_GS = 0 至 10 V、V_DD = 50 V、I_D = 80 A 時為 31 nC（典型值），最大值為 43 nC。
4. 開關特性：
   • 導通時間 t_on 最大為 30 ns。
   • 導通延遲時間 t_d(on) 為 15 ns。
   • 導通上升時間 t_r 為 6 ns。
   • 關斷延遲時間 t_d(off) 為 24 ns。
   • 關斷下降時間 t_f 為 7 ns。
   • 關斷時間 t_off 最大為 48 ns。
5. 漏源二極管特性：
   • 源漏二極管正向電壓 V_SD 在 I_SD = 80 A、V_GS = 0 V 時為 0.95 V（典型值），最大值為 1.3 V；在 I_SD = 40 A、V_GS = 0 V 時為 0.87 V（典型值），最大值為 1.2 V。
   • 反向恢復時間 T_rr 在 I_F = 80 A、dI_SD/dt = 100 A/μs 時為 61 ns（典型值），最大值為 80 ns。
   • 反向恢復電荷 Q_rr 為 56 nC（典型值），最大值為 84 nC。

四、典型特性曲線

文檔中給出了一系列典型特性曲線，如歸一化功率耗散與殼溫的關系、最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關系、歸一化最大瞬態(tài)熱阻抗、峰值電流能力、正向偏置安全工作區(qū)、非鉗位電感開關能力、傳輸特性、正向二極管特性、R_DS(on) 與柵極電壓的關系、歸一化 R_DS(on) 與結溫的關系、歸一化柵極閾值電壓與溫度的關系、歸一化漏源擊穿電壓與結溫的關系、電容與漏源電壓的關系以及柵極電荷與柵源電壓的關系等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解 MOSFET 在不同工作條件下的性能，從而進行合理的設計。

五、機械封裝

FDWS86068 - F085 采用 DFNW8 封裝（5.2x6.3，1.27P CASE 507AU），文檔提供了詳細的封裝尺寸和標注信息。在進行 PCB 設計時，需要根據(jù)這些尺寸進行合理的布局，確保器件的安裝和散熱。同時，要注意封裝的共面性要求，保證焊接質量。

六、應用場景

汽車領域

• 發(fā)動機控制：在汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)中，MOSFET 用于控制各種電磁閥和電機，如噴油嘴控制、節(jié)氣門控制等。FDWS86068 - F085 的低導通電阻和高開關速度能夠提高系統(tǒng)的效率和響應速度，保證發(fā)動機的穩(wěn)定運行。
• 動力總成管理：在動力總成管理系統(tǒng)中，MOSFET 用于控制電動助力轉向、電動空調壓縮機等設備。其 UIS 能力和高可靠性能夠滿足汽車惡劣的工作環(huán)境要求。
• 電子轉向：電子轉向系統(tǒng)需要快速、精確的控制，F(xiàn)DWS86068 - F085 的低柵極電荷和高開關速度能夠滿足這一需求，提高轉向系統(tǒng)的性能。

工業(yè)領域

在工業(yè)自動化中，MOSFET 常用于電機驅動和電磁閥控制。FDWS86068 - F085 的高性能和可靠性能夠保證設備的穩(wěn)定運行，提高生產(chǎn)效率。

七、注意事項

• 應力超過最大額定值可能會損壞器件，使用時應確保工作條件在額定范圍內。
• 產(chǎn)品的性能在不同的工作條件下可能會有所不同，工程師需要根據(jù)實際應用進行參數(shù)驗證。
• 該器件不適合用于生命支持系統(tǒng)或 FDA 3 類醫(yī)療設備等關鍵應用。

總之，Onsemi 的 FDWS86068 - F085 N 溝道 MOSFET 以其出色的性能和可靠性，為電子工程師在汽車和工業(yè)應用中提供了一個優(yōu)秀的選擇。在設計過程中，工程師需要充分了解其特性和參數(shù)，合理應用，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。大家在實際應用中是否遇到過類似 MOSFET 的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。