Technische Daten und Funktionen des N-Kanal-MOSFET FDV301N

Der N-Kanal-MOSFET FDV301N ist ein kompaktes und vielseitiges Gerät.Sein Logikpegel-Gate, die niedrige Schwellenspannung und die schnellen Schalteigenschaften machen ihn ideal für Anwendungen, die von der LED-Steuerung bis zur Energieverwaltung tragbarer Geräte reichen.Dieser Artikel bietet einen vollständigen Überblick über den FDV301N, einschließlich seiner Grundlagen, Pinbelegung, Spezifikationen, Funktionen, Arbeitsprinzipien, typischen Kurven, Anwendungen und mehr.

Katalog

FDV301N N-Kanal-MOSFET-Grundlagen

Die FDV301N Der N-Kanal-MOSFET ist ein kompaktes Enhancement-Mode-Gerät auf Logikebene, das für effizientes Schalten bei niedriger Spannung entwickelt wurde.Gebaut in einem kleinen SOT-23-Gehäuse bietet es zuverlässige Leistung für batteriebetriebene und platzbeschränkte Schaltkreise.Mit einer niedrigen Gate-Schwellenspannung und der Möglichkeit, direkt mit Logikpegeln von 2,5–5 V zu arbeiten, bietet es einfache Antriebsanforderungen und sorgt gleichzeitig für schnelles Schalten und geringen Leistungsverlust bei leichten bis mittleren Lasten.

Ingenieure verwenden den FDV301N häufig in LED-Treibern, Sensorsteuerung, digitaler Schaltung und kleinen Lastmanagementanwendungen.Sein Einschaltwiderstand von etwa 4–5 Ω und sein maximaler Strom von 220 mA machen ihn ideal für Aufgaben mit geringem Stromverbrauch und gewährleisten gleichzeitig ein sicheres thermisches Verhalten.Obwohl er nicht für Hochleistungsanwendungen gedacht ist, dient er als hervorragender Ersatz für Kleinsignaltransistoren, wenn Effizienz und Einfachheit Priorität haben.

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FDV301N MOSFET CAD-Modelle

FDV301N MOSFET-Pinbelegungskonfiguration

Pin Name	Pin Etikett	Beschreibung
Tor	G	Eingabekontrolle Pin, der den MOSFET ein- oder ausschaltet.Anlegen einer ausreichend positiven Spannung Hier (Logikpegel) ermöglicht den Stromfluss von Drain zu Source.
Abtropfen lassen	D	Ausgangspin wo die gesteuerte Last ist angeschlossen.Wenn der MOSFET eingeschaltet ist, fließt Strom Drain zur Source über den MOSFET-Kanal.
Quelle	S	Referenzstift mit Masse verbunden (zum Low-Side-Schalten).Der Strom verlässt den MOSFET durch diesen Stift beim Leiten.

FDV301N Alternativen und Äquivalente

Teil Nummer	VDSS (Max)	Ausweis (Forts.)	RDS(ein) @ VGS	Paket
BS170 (SMD: BSS170)	60 V	0,5 A	~5 Ω bei 10 V	TO-92 / SOT-23
2N7002	60 V	0,2 A	~7,5 Ω bei 4,5 V	SOT-23
BSS138	50 V	0,2 A	~3,5 Ω bei 4,5 V	SOT-23
IRLML2502	20 V	4,2 A	~0,045 Ω bei 4,5 V	SOT-23
AO3400A	30 V	5,8 A	~0,047 Ω bei 4,5 V	SOT-23
SI2302	20–30 V	~2,8 A	~0,085 Ω bei 4,5 V	SOT-23

FDV301N MOSFET-Spezifikationen

Parameter	Wert
Hersteller	Onsemi
Verpackung Optionen	Band und Rolle (TR), Cut Tape (CT), Digi-Reel
Teilestatus	Aktiv
FET-Typ	N-Kanal
Technologie	MOSFET (Metall Oxid)
Drain-to-Source Spannung (Vdss)	25 V
Kontinuierlicher Abfluss Strom (Id) bei 25 °C	220 mA (Ta)
Antriebsspannung (Min. Rds an)	2,7 V, 4,5 V
Rds(on) (Max) @ Id, Vgs	40 Ω bei 400 mA, 4,5 V
Torschwelle Spannung (Vgs(th)) @ Id	1,06 V bei 250 µA
Gate-Ladung (Qg) (Max) @ Vgs	0,7 nC bei 4,5 V
Maximales Tor Spannung (Vgs Max)	±8 V
Eingabe Kapazität (Ciss) (Max) @ Vds	9,5 pF bei 10 V
Macht Verlustleistung (max.)	350 mW (Ta)
Betrieb Temperaturbereich	−55 °C bis +155 °C (Tj)
Montageart	Oberflächenmontage
Lieferantengerät Paket	SOT-23-3
Paket/Koffer	TO-236-3, SC-59, SOT-23-3

FDV301N MOSFET-Funktionen

25 V Drain-Source-Nennspannung mit 0,22 A Dauer- und 0,5 A Spitzenstrombelastbarkeit

Niedriges RDS(EIN):

- 5 Ω @ VGS = 2,7 V

- 4 Ω @ VGS = 4,5 V

Sehr geringer Gate-Antriebsbedarf;unterstützt den direkten Betrieb mit 3-V-Logik

Niedrige Gate-Schwellenspannung: VGS(th) < 1.06 V

Integrierte Gate-Source-Zenerdiode für verbesserten ESD-Schutz (>6 kV Human Body Model)

Kann mehrere Kleinsignal-NPN-Digitaltransistoren ersetzen

Schnelle Schaltleistung, geeignet für schnelle digitale Steuerung

Sehr niedrige Eingangskapazität (Ciss ≈ 9,5 pF), ideal für Hochfrequenzanwendungen

Kleines SOT-23-Gehäuse für kompakte PCB-Layouts

Niedrige Gate-Ladung (Qg ≈ 0,7 nC) minimiert Antriebsverluste und verbessert die Effizienz

MOSFET auf Logikebene, optimiert für tragbare und batteriebetriebene Systeme

Zuverlässiger Betrieb über einen weiten Temperaturbereich (–55 °C bis +155 °C)

FDV301N MOSFET arbeitet im Schaltkreis

Das Diagramm zeigt, wie der FDV301N MOSFET als Low-Side-Schalter verwendet wird, um eine LED aus einer 5-V-Versorgung mithilfe eines 3,3-V-Logiksignals zu steuern.Wenn die Taste gedrückt wird, werden 3,3 V an das Gate angelegt, wodurch der MOSFET eingeschaltet wird.Dadurch entsteht ein leitender Pfad zwischen Drain und Source, sodass Strom von der 5-V-Versorgung durch die LED und ihren Vorwiderstand fließen kann.Dadurch leuchtet die LED, obwohl das Steuersignal von einer Quelle mit niedrigerer Spannung stammt.

Wenn die Taste losgelassen wird, wird das Gate über den 10K-Widerstand auf Masse gezogen.Dadurch wird der MOSFET ausgeschaltet und der Pfad zwischen Drain und Source unterbrochen, wodurch die LED ausgeschaltet wird.Das Logikpegel-Gate und die niedrige Schwellenspannung des FDV301N machen ihn ideal für diese Art von 3,3-V-gesteuertem Schalten und sorgen gleichzeitig für einen sicheren Umgang mit der separaten 5-V-Stromquelle der LED.

Oben sehen Sie eine Schaltung, wie der N-Kanal-MOSFET FDV301N als einfacher digitaler Wechselrichter verwendet werden kann.Die Source des MOSFET ist mit Masse verbunden und sein Drain ist mit dem Ausgangsknoten verbunden, der über einen Widerstand auf Vcc hochgezogen wird.Das Gate wird durch das Eingangssignal angesteuert.Da es sich um ein N-Kanal-Anreicherungsgerät handelt, leitet es nur, wenn die Gate-Spannung über ihren Schwellenwert steigt.

Wenn die Eingangsspannung hoch ist, schaltet sich der MOSFET ein und stellt einen niederohmigen Pfad vom Drain zur Erde bereit.Dadurch wird die Ausgangsspannung auf nahezu 0 V gesenkt, wodurch ein logisch niedriger Ausgang entsteht.Wenn die Eingangsspannung niedrig ist, schaltet der MOSFET ab und es fließt kein Strom durch ihn.In diesem Zustand hebt der Pull-up-Widerstand die Ausgangsspannung in Richtung Vcc an und erzeugt so einen logisch hohen Ausgang.Auf diese Weise dreht oder „invertiert“ die Schaltung den Eingangslogikpegel.

Typische Kennlinie

Abbildung 1 – Merkmale der Region

Dieses Diagramm zeigt, wie der Drain-Strom (ID) zunimmt, wenn die Drain-Source-Spannung (VDS) für verschiedene Gate-Source-Spannungen (VGS) ansteigt.Höhere VGS-Werte führen zu einer stärkeren Leitung, sodass mehr Strom durch den MOSFET fließen kann.Wenn VGS von 1,5 V auf 4,5 V ansteigt, geht der MOSFET in eine tiefere Leitung über, was zeigt, dass er für die Gate-Ansteuerung bei niedriger Spannung optimiert ist.

Abbildung 2 – On-Widerstand vs. Drain-Strom und Gate-Spannung

Diese Kurve zeigt, wie der Einschaltwiderstand (RDS(on)) des MOSFET bei höheren Gate-Source-Spannungen abnimmt und bei größeren Drain-Strömen zunimmt.Eine stärkere Gate-Spannung versetzt den MOSFET in einen effizienteren Leitungszustand und reduziert so Verluste.Bei niedrigerem VGS oder höherem ID steigt der Widerstand, was bedeutet, dass das Gerät weniger effizient ist.

Abbildung 3 – Schwankung des Einschaltwiderstands mit der Temperatur

Diese Grafik zeigt, dass RDS(on) mit steigender Temperatur zunimmt.Der MOSFET leitet bei niedrigen Temperaturen am besten, während höhere Temperaturen den Widerstand erhöhen und die Effizienz verringern.Dies ist für das thermische Design wichtig, da heißere Betriebsbedingungen die Leistung leicht beeinträchtigen.

Abbildung 4 – Einschaltwiderstand vs. Gate-zu-Source-Spannung

Diese Kurve verdeutlicht, wie RDS(on) mit zunehmendem VGS schnell abfällt, insbesondere zwischen 2 V und 3 V.Bei höheren Temperaturen (125 °C) beginnt der MOSFET mit einem geringeren Widerstand, steigt aber allmählicher an.Dies zeigt, dass der FDV301N sehr empfindlich auf die Gate-Spannung reagiert und die beste Leistung erbringt, wenn er mit mindestens 2,5–3 V betrieben wird.

FDV301N MOSFET-Anwendungen

Low-Side-Schalten für LEDs, Sensoren und kleine Lasten

Batteriebetriebene und tragbare Geräteumschaltung

Steuerschaltungen auf Logikebene mit 2,5-V-5-V-Mikrocontrollern

Signalrouting und digitales Schalten mit geringem Stromverbrauch

Ersetzen von Kleinsignal-NPN-Transistoren in kompakten Designs

Lastschaltung für Schwachstrommodule und ICs

Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen aufgrund der geringen Gate-Ladung

Power Gating in eingebetteten Niederspannungssystemen

PWM-Steuerung für kleine Motoren, Anzeigen und Treiber

Schnittstellenumschaltung zwischen Mischspannungsdomänen (z. B. 3,3-V-Steuerung → 5-V-Last)

Vergleich: FDV301N vs. FDV303N

Spezifikation	FDV301N	FDV303N
FET-Typ	N-Kanal	N-Kanal
VDSS (Drain-Source-Spannung)	25 V	25 V
Kontinuierlicher Abfluss Aktuell (ID)	0,22 A	0,7 A
Spitzenstrom	0,5 A	~1,5 A (typ.)
Torantrieb Spannung	2,7–4,5 V	2,5–4,5 V
RDS(ein)	~5 Ω bei 2,7 V	~1,1 Ω bei 2,7 V
Paket	SOT-23	SOT-23
Gate-Ladung (Qg)	0,7 nC	~1,5 nC
Eingabe Kapazität (Ciss)	9,5 pF	~40 pF
Entscheidender Vorteil	Sehr niedriges Tor Gebühr für schnelles Umschalten	Viel niedriger RDS(on) → höhere Effizienz

Mechanische Abmessungen des FDV301N MOSFET

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile

Betrieb auf Logikebene;Funktioniert direkt mit 2,5-V-3,3-V-Mikrocontrollern

Die niedrige Gate-Schwellenspannung ermöglicht ein einfaches Schalten in Niederspannungsschaltkreisen

Sehr niedrige Gate-Ladung (Qg), was schnelles Schalten und geringen Leistungsverlust ermöglicht

Integrierter Gate-Source-Zener für starken ESD-Schutz (>6 kV HBM)

Kleines SOT-23-Gehäuse, ideal für kompakte Leiterplatten

Geeigneter Ersatz für mehrere NPN-Digitaltransistoren

Durch die niedrige Eingangskapazität ist es ideal für Hochfrequenzanwendungen

Gute Wahl für batteriebetriebene oder tragbare Elektronikgeräte

Einschränkungen

Relativ hoher RDS(on) (4–5 Ω) im Vergleich zu modernen MOSFETs

Begrenzter Dauerstrom (≈220 mA), ungeeignet für mittlere/hohe Leistungslasten

Nicht ideal zum Schalten schwerer LEDs, Motoren oder stromhungriger Geräte

Temperaturerhöhungen führen zu einem höheren RDS(on) und einer verringerten Effizienz

Die maximale Gate-Source-Spannung beträgt nur ±8 V, was einen sorgfältigen Antriebsschutz erfordert

Höhere Verluste bei niedrigen Gate-Spannungen (<2.5V) due to partial enhancement

Hersteller

Onsemi ist ein weltweit führender Halbleiterhersteller, der sich auf leistungsstarke, energieeffiziente Lösungen für ein breites Spektrum elektronischer Anwendungen spezialisiert hat.Das Unternehmen ist bekannt für die Herstellung fortschrittlicher Leistungsgeräte, intelligenter Sensortechnologien und zuverlässiger Analog- und Mixed-Signal-Komponenten für den Automobil-, Industrie-, Verbraucher- und Cloud-Infrastrukturmarkt.Onsemi liefert Komponenten, die für Effizienz, Robustheit und kompakte Integration optimiert sind.Ihre kontinuierliche Innovation, Qualitätskontrolle und ihr breites Produktportfolio machen sie zu einem vertrauenswürdigen Lieferanten für Ingenieure und OEMs weltweit.

Datenblatt PDF

FDV301N Datenblatt:

FDV301N.pdf

onsemi REACH.pdf

onsemi RoHS.pdf

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wofür wird der FDV301N MOSFET verwendet?

Der FDV301N wird hauptsächlich zum Low-Side-Schalten, zur LED-Steuerung, zur Signalweiterleitung und zum Kleinlastmanagement in Niederspannungsschaltkreisen verwendet.

2. Ist der FDV301N MOSFET für die 3,3-V-Logiksteuerung geeignet?

Ja.Seine niedrige Gate-Schwellenspannung ermöglicht den direkten Betrieb mit 3,3-V- und sogar einigen 2,5-V-Logiksystemen.

3. Kann der FDV301N einen Kleinsignal-NPN-Transistor ersetzen?

In vielen Schwachstrom-Schaltanwendungen, ja.Er bietet geringere Antriebsverluste und schnelleres Schalten als typische NPN-Transistoren.

4. Wie viel Strom kann der FDV301N sicher verarbeiten?

Es unterstützt kontinuierlich bis zu 220 mA und etwa 0,5 A Spitzenstrom, sodass es nur für kleine Lasten geeignet ist.

5. Welche Art von Schaltung profitiert am meisten vom FDV301N?

Batteriebetriebene Schaltkreise profitieren aufgrund der niedrigen Gate-Ladung, des geringen Verlusts und des kompakten SOT-23-Gehäuses erheblich.

6. Benötigt der FDV301N einen Gate-Widerstand?

Nicht immer.Ein Gate-Widerstand ist optional, kann aber dazu beitragen, Rauschen zu reduzieren, den Einschaltstrom zu begrenzen oder das Schaltverhalten zu verfeinern.

7. Ist der FDV301N ESD-geschützt?

Ja.Es verfügt über eine interne Gate-Source-Zenerdiode, die im Vergleich zu Standard-MOSFETs einen starken ESD-Schutz bietet.

8. Welche Spannung sollte anliegen, um den FDV301N vollständig einzuschalten?

Eine Gate-Spannung von 2,7–4,5 V gewährleistet eine optimale Leitung mit geringerem Einschaltwiderstand und besserer Schaltleistung.