Fairchild Semiconductor FDP3632, FDI3632, FDB3632 Datasheet

0 (0)

April 2003

FDB3632 / FDP3632 / FDI3632

N-Channel PowerTrench® MOSFET 100V, 80A, 9m

 

Features

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Applications

 

 

 

 

 

 

 

• rDS(ON) = 7.5mΩ (Typ.), VGS = 10V, ID = 80A

 

 

 

 

 

• DC/DC converters and Off-Line UPS

 

 

 

• Qg(tot) = 84nC (Typ.), VGS = 10V

 

 

 

 

 

 

 

 

• Distributed Power Architectures and VRMs

 

 

 

• Low Miller Charge

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Primary Switch for 24V and 48V Systems

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Low QRR Body Diode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• High Voltage Synchronous Rectifier

 

 

 

• UIS Capability (Single Pulse and Repetitive Pulse)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Qualified to AEC Q101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Direct Injection / Diesel Injection Systems

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Formerly developmental type 82784

 

 

 

 

 

 

 

 

• 42V Automotive Load Control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Electronic Valve Train Systems

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

DRAIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DRAIN

 

SOURCE

 

 

 

 

 

 

 

SOURCE

 

 

 

 

 

(FLANGE)

 

 

 

DRAIN

 

 

 

(FLANGE)

 

 

 

 

GATE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DRAIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GATE

 

 

 

 

 

 

 

 

GATE

 

SOURCE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

TO-220AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TO-263AB

 

 

 

 

 

TO-262AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DRAIN

 

S

 

 

 

 

 

 

FDP SERIES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FDB SERIES

 

 

(FLANGE)

FDI SERIES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MOSFET Maximum Ratings TC = 25°C unless otherwise noted

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

Parameter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ratings

Units

 

VDSS

Drain to Source Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

V

 

VGS

Gate to Source Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

± 20

 

V

 

 

 

 

 

Drain Current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ID

Continuous (T

C

< 111oC, V

GS

= 10V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Continuous (T

 

 

= 25oC, V

 

= 10V, R

θ

JA

= 43oC/W)

 

12

 

A

 

 

 

 

 

amb

GS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pulsed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 4

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EAS

Single Pulse Avalanche Energy (Note 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

393

 

mJ

 

PD

Power dissipation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

310

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Derate above 25oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.07

 

W/oC

 

TJ, TSTG

Operating and Storage Temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-55 to 175

oC

 

Thermal Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rθ JC

Thermal Resistance Junction to Case TO-220, TO-263, TO-262

 

0.48

 

oC/W

 

Rθ JA

Thermal Resistance Junction to Ambient TO-220, TO-262 (Note 2)

 

62

 

oC/W

 

Rθ JA

Thermal Resistance Junction to Ambient TO-263, 1in2 copper pad area

43

 

oC/W

This product has been designed to meet the extreme test conditions and environment demanded by the automotive industry. For a copy of the requirements, see AEC Q101 at: http://www.aecouncil.com/

Reliability data can be found at: http://www.fairchildsemi.com/products/discrete/reliability/index.html.

All Fairchild Semiconductor products are manufactured, assembled and tested under ISO9000 and QS9000 quality systems certification.

FDI3632 / FDP3632 / FDB3632

©2003 Fairchild Semiconductor Corporation

FDB3632 / FDP3632 / FDI3632 Rev. B1

Package Marking and Ordering Information

Device Marking

Device

Package

Reel Size

Tape Width

Quantity

FDB3632

FDB3632

TO-263AB

330mm

24mm

800 units

 

 

 

 

 

 

FDP3632

FDP3632

TO-220AB

Tube

N/A

50 units

 

 

 

 

 

 

FDI3632

FDI3632

TO-262AA

Tube

N/A

50 units

 

 

 

 

 

 

Electrical Characteristics TC = 25°C unless otherwise noted

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min

Typ

Max

Units

Off Characteristics

BVDSS

Drain to Source Breakdown Voltage

ID = 250µ A, VGS = 0V

100

-

-

V

IDSS

Zero Gate Voltage Drain Current

VDS = 80V

 

-

-

1

µ A

VGS = 0V

o

 

 

 

 

 

TC= 150 C

-

-

250

 

IGSS

Gate to Source Leakage Current

VGS = ± 20V

 

-

-

± 100

nA

On Characteristics

VGS(TH)

Gate to Source Threshold Voltage

VGS = VDS, ID = 250µ A

2

-

4

V

 

 

ID=80A, VGS=10V

-

0.0075

0.009

 

rDS(ON)

Drain to Source On Resistance

ID =40A, VGS = 6V,

-

0.009

0.015

 

 

I

D

=80A, V

=10V, T =175oC

-

0.018

0.022

 

 

 

 

GS

C

 

 

 

 

Dynamic Characteristics

CISS

Input Capacitance

VDS = 25V, VGS

= 0V,

-

6000

-

pF

COSS

Output Capacitance

-

820

-

pF

f = 1MHz

 

 

CRSS

Reverse Transfer Capacitance

 

 

-

200

-

pF

 

 

 

Qg(TOT)

Total Gate Charge at 10V

VGS = 0V to 10V

 

 

-

84

110

nC

Qg(TH)

Threshold Gate Charge

VGS = 0V to 2V

 

VDD = 50V

-

11

14

nC

Qgs

Gate to Source Gate Charge

 

 

ID = 80A

-

30

-

nC

Qgs2

Gate Charge Threshold to Plateau

 

 

Ig = 1.0mA

-

20

-

nC

Qgd

Gate to Drain “Miller” Charge

 

 

 

-

20

-

nC

Resistive Switching Characteristics (VGS = 10V)

tON

Turn-On Time

 

-

-

102

ns

td(ON)

Turn-On Delay Time

 

-

30

-

ns

tr

Rise Time

VDD = 50V, ID = 80A

-

39

-

ns

td(OFF)

Turn-Off Delay Time

VGS = 10V, RGS = 3.6Ω

-

96

-

ns

tf

Fall Time

 

-

46

-

ns

tOFF

Turn-Off Time

 

-

-

213

ns

Drain-Source Diode Characteristics

VSD

Source to Drain Diode Voltage

ISD = 80A

-

-

1.25

V

ISD = 40A

-

-

1.0

V

 

 

trr

Reverse Recovery Time

ISD = 75A, dISD/dt= 100A/µ s

-

-

64

ns

QRR

Reverse Recovered Charge

ISD = 75A, dISD/dt= 100A/µ s

-

-

120

nC

Notes:

1:Starting TJ = 25°C, L = 0.12mH, IAS = 75A.

2:Pulse Width = 100s

FDI3632 / FDP3632 / FDB3632

©2003 Fairchild Semiconductor Corporation

FDB3632 / FDP3632 / FDI3632 Rev. B1

Fairchild Semiconductor FDP3632, FDI3632, FDB3632 Datasheet

Typical Characteristics TA = 25°C unless otherwise noted

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

MULTIPLIER

1.0

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DISSIPATION

0.6

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POWER

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

25

50

75

100

125

150

175

 

 

 

TC , CASE TEMPERATURE (oC)

 

 

Figure 1. Normalized Power Dissipation vs Ambient Temperature

 

125

 

 

CURRENT LIMITED

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BY PACKAGE

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT

75

VGS = 10V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, DRAIN

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

I

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

25

50

75

100

125

150

175

 

 

 

TC, CASE TEMPERATURE (oC)

 

 

Figure 2. Maximum Continuous Drain Current vs Case Temperature

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

DUTY CYCLE - DESCENDING ORDER

 

 

 

 

 

 

 

1

0.5

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

0.05

 

 

 

 

 

NORMALIZED

IMPEDANCE

 

0.02

 

 

 

 

 

 

0.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PDM

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

THERMAL

 

 

 

 

 

t1

 

JC

 

 

 

 

 

 

θ

 

 

 

 

 

t2

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NOTES:

 

 

 

 

SINGLE PULSE

 

 

 

DUTY FACTOR: D = t1/t2

 

 

 

0.01

 

 

 

 

PEAK TJ = PDM x Zθ JC x Rθ JC + TC

 

 

 

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

 

 

 

 

t, RECTANGULAR PULSE DURATION (s)

 

 

 

Figure 3. Normalized Maximum Transient Thermal Impedance

IDM, PEAK CURRENT (A)

2000

TRANSCONDUCTANCE MAY LIMIT CURRENT

IN THIS REGION

1000

VGS = 10V

100

50

TC = 25oC

FOR TEMPERATURES ABOVE 25oC DERATE PEAK CURRENT AS FOLLOWS:

I = I25

 

175 - TC

 

 

150

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

 

 

 

t, PULSE WIDTH (s)

 

 

 

Figure 4. Peak Current Capability

FDI3632 / FDP3632 / FDB3632

©2003 Fairchild Semiconductor Corporation

FDB3632 / FDP3632 / FDI3632 Rev. B1

Typical Characteristics TA = 25°C unless otherwise noted

 

 

 

 

 

 

 

FDB3632

 

400

 

 

 

 

 

 

10 s

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If R = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tAV = (L)(IAS)/(1.3*RATED BVDSS - VDD)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If R

0

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tAV = (L/R)ln[(IAS*R)/(1.3*RATED BVDSS - VDD) +1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

/

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT

 

 

 

 

 

 

 

AVALANCHECURRENT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/FDP3632

 

 

OPERATION IN THIS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STARTING TJ = 25oC

 

 

10

 

AREA MAY BE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LIMITED BY rDS(ON)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,DRAIN

 

 

 

 

 

 

 

1ms

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STARTING TJ = 150oC

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

10ms

 

 

 

 

 

 

 

 

SINGLE PULSE

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FDI3632

 

 

 

 

 

DC

 

AS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ = MAX RATED

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TC = 25oC

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

10

 

100

200

 

0.01

 

0.1

 

 

1

 

10

 

 

 

VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)

 

 

 

 

 

tAV, TIME IN AVALANCHE (ms)

 

 

 

Figure 5. Forward Bias Safe Operating Area

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NOTE: Refer to Fairchild Application Notes AN7514 and AN7515

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 6. Unclamped Inductive Switching

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Capability

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PULSE DURATION = 80 s

 

 

 

 

 

VGS = 10V

 

VGS = 6V

 

 

 

 

 

 

 

 

DUTY CYCLE = 0.5% MAX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

VDD = 15V

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

VGS = 5.5V

 

 

, DRAIN CURRENT (A)

90

 

 

T

 

= 175oC

 

 

 

,DRAIN CURRENT (A)

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGS = 5V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ = 25oC

 

 

T = -55oC

 

 

 

 

 

 

 

 

T = 25oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

30

 

 

 

 

 

J

 

 

D

30

 

 

 

 

 

C

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PULSE DURATION = 80 s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DUTY CYCLE = 0.5% MAX

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0

3.5

4.0

 

4.5

5.0

5.5

6.0

 

 

0

 

1

2

 

3

 

4

 

 

 

 

VGS , GATE TO SOURCE VOLTAGE (V)

 

 

 

 

VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)

 

 

 

 

 

 

Figure 7.

Transfer Characteristics

 

 

 

Figure 8.

Saturation Characteristics

 

 

)

10

PULSE DURATION = 80 s

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PULSE DURATION = 80 s

 

 

 

 

 

DRAIN TO SOURCE ON RESISTANCE (m

 

DUTY CYCLE = 0.5% MAX

VGS = 6V

 

 

NORMALIZED DRAIN TO SOURCE

 

DUTY CYCLE = 0.5% MAX

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.0

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

ON RESISTANCE

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGS = 10V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGS = 10V, ID =80A

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

20

 

40

62

 

80

 

 

-80

-40

0

40

80

120

160

200

 

 

 

 

 

ID, DRAIN CURRENT (A)

 

 

 

 

 

 

TJ, JUNCTION TEMPERATURE (oC)

 

 

 

Figure 9. Drain to Source On Resistance vs Drain

 

Figure 10. Normalized Drain to Source On

 

 

 

 

 

 

Current

 

 

 

 

 

Resistance vs Junction Temperature

 

 

©2003 Fairchild Semiconductor Corporation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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