2N7002 MOSFET データシート解説：仕様・特徴・代替品・応用例まで完全網羅

トランジスタは電子回路の基本部品。中でも2N7002は、ロジックレベル駆動対応のNチャネルMOSFETとして、低電圧・低電流スイッチング、電源管理、ポータブル機器で広く採用される定番デバイスです。本記事ではデータシートの要点を整理し、設計に即役立つ情報を提供します。

2N7002 概要

• 種類：Nチャネル エンハンスメントモード MOSFET
• パッケージ：SOT-23 (3ピン)、SOT-23-3
• 特徴：ゲート閾値電圧が低く（典型2.1V）、3.3V/5Vロジックで直接駆動可能。オン抵抗低く、高速スイッチング対応
• 用途：負荷スイッチ、DC-DCコンバータ、レベルシフタ、モータ駆動、バッテリ保護、IoTデバイス

ピン配置（SOT-23、上面視）

ピン番号	名称	機能
1	Gate (G)	ゲート：電圧制御入力
2	Source (S)	ソース：電流流出側（通常GND接続）
3	Drain (D)	ドレイン：電流流入側（負荷接続側）

※ メーカーによりピンアサイン異なる場合あり（例：1=G, 2=S, 3=D または 1=G, 2=D, 3=S）。必ず使用デバイスのデータシートで確認してください。

主要電気的特性（代表値、Ta=25℃）

パラメータ	記号	最小	典型	最大	単位	条件
ドレイン-ソース間電圧	VDSS	60	—	—	V	VGS=0V
ゲート-ソース間電圧	VGSS	—	—	±20	V	—
連続ドレイン電流	ID	—	—	200	mA	TA=25℃
パルスドレイン電流	IDM	—	—	800	mA	パルス幅≤10μs
ゲート閾値電圧	VGS(th)	1.0	2.1	3.0	V	VDS=VGS, ID=250μA
オン抵抗	RDS(on)	—	1.8	5.0	Ω	VGS=5V, ID=200mA
オン抵抗	RDS(on)	—	2.5	7.0	Ω	VGS=4.5V, ID=200mA
オン抵抗	RDS(on)	—	3.5	—	Ω	VGS=3.3V, ID=100mA
入力容量	Ciss	—	50	—	pF	VDS=25V, f=1MHz
出力容量	Coss	—	25	—	pF	同上
帰還容量	Crss	—	5	—	pF	同上
ターンオン遅延時間	td(on)	—	15	—	ns	VDD=30V, RL=150Ω
ターンオフ遅延時間	td(off)	—	8	—	ns	同上
総電力損失	PD	—	—	350	mW	基板実装時
動作接合温度	Tj	-55	—	+150	℃	—

代替品・互換デバイス

Nチャネル 同等品（ピン互換/特性近似）

型番	メーカー	VDSS	ID	RDS(on) @4.5V	備考
2N7002K	Vishay/onsemi等	60V	200mA	~2Ω	最標準的代替
BSS138	NXP/Infineon等	50V	200mA	~3.5Ω	最普及代替、3.3V駆動良好
BSS138W	Diodes Inc.	50V	200mA	~3.5Ω	ウェッタブルフランク対応
NTR4003N	onsemi	40V	300mA	~1.2Ω	低オン抵抗版
FDC666	Fairchild/onsemi	30V	500mA	~0.5Ω	大電流版、SOT-23-6
FDC558	Fairchild	30V	400mA	~0.6Ω	SOT-23-6
SI2302	Vishay	20V	2.3A	~0.065Ω	大電流SMD、SOT-23-3
AO3400	Alpha & Omega	30V	5.8A	~0.018Ω	超低オン抵抗、SOT-23-3

Pチャネル 互換品（補完用）

型番	VDSS	ID	RDS(on) @-4.5V	備考
BSS84	-50V	-130mA	~6Ω	最標準P-ch補完
FDN358P	-30V	-2.5A	~0.09Ω	大電流P-ch
SI2301	-20V	-2.3A	~0.085Ω	補完ペア(SI2302と対)

その他のNチャネルMOSFET（用途別選定）

• BS170：TO-92スルーホール版、60V/500mA、R_DS(on)~5Ω
• 2N7000：TO-92、60V/200mA、2N7002のリード版
• IRF3205：TO-220、55V/110A、R_DS(on)=8mΩ（高電力）
• IRF540N：TO-220、100V/33A、R_DS(on)=44mΩ
• IRF1010E：TO-220、55V/75A、R_DS(on)=10mΩ

設計上の重要ポイント

ゲート駆動電圧

• 3.3V MCU直駆動可能（V_GS(th) max 3.0V）。ただし3.3VではR_DS(on)が約2倍になるため、発熱確認必須
• 5V駆動ならR_DS(on)最小化。ロジックレベルMOSFETとして最適
• ゲート抵抗（10〜100Ω）でリンギング抑制推奨
• ゲート-ソース間にプルダウン抵抗（10k〜100kΩ）で誤動作防止

熱設計

• SOT-23は放熱面積小。I_D>100mA継続時は銅ベタパッド拡大、サーマルビア、または大電流版(SI2302/AO3400等)へ変更検討
• ジャンクション-周囲熱抵抗 R_θJA ≈ 350℃/W（最小フットプリント時）

保護機能

• インダクティブ負荷（リレー/モータ）駆動時：フライホイールダイオード必須
• 静電気破壊対策：ゲート保護ダイオード内蔵品選定、または外付けTVS

主な応用回路例

1. 低電圧負荷スイッチ（ハイサイド/ローサイド）

MCU GPIO → ゲート抵抗 → Gate、Source→GND(ローサイド)またはVCC(ハイサイドP-ch併用)、Drain→負荷

2. DC-DCコンバータ同期整流/スイッチ

PWM制御で高速スイッチング。2N7002は小電力(〜1W級)向け

3. レベルシフタ（双方向）

2N7002 + プルアップ抵抗 で 3.3V ↔ 5V / 1.8V ↔ 3.3V 変換。I²C/SPI/UARTラインで常用

4. バッテリ保護/ロードスイッチ

過電流/過放電検出IC出力でゲート制御、負荷遮断

5. モビリティ/ウェアラブル機器

超小型・低消費電力が求められるウェアラブル、ヒアラブル、医療デバイスの電源経路制御

結論

2N7002は「3.3V/5Vロジック直駆動・小信号スイッチング・低コスト」の三拍子揃ったNチャネルMOSFETの定番です。データシート上の最大定格（60V/200mA/350mW）を守り、熱設計・ゲート駆動・保護回路を適切に行えば、高信頼性なスイッチング回路が構築できます。大電流・低オン抵抗が必要ならSI2302/AO3400等へのステップアップを検討してください。部品選定・回路設計のご相談はお気軽にお問い合わせください。