Onsemi FCP20N60與FCPF20N60 MOSFET技術(shù)解析

在電子工程領(lǐng)域，MOSFET作為一種關(guān)鍵的功率半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于各類電源和功率轉(zhuǎn)換電路中。Onsemi推出的FCP20N60和FCPF20N60 N溝道SuperFET MOSFET，憑借其卓越的性能，在市場(chǎng)上占據(jù)了一席之地。下面我們就來(lái)詳細(xì)解析這兩款MOSFET的特點(diǎn)、參數(shù)及應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

FCP20N60和FCPF20N60屬于Onsemi第一代高壓超結(jié)（SJ）MOSFET家族，采用了電荷平衡技術(shù)，具備出色的低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷性能。這種技術(shù)能夠有效降低傳導(dǎo)損耗，提供卓越的開(kāi)關(guān)性能、dv/dt速率和更高的雪崩能量，非常適合用于PFC、服務(wù)器/電信電源、FPD電視電源、ATX電源和工業(yè)電源等開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用。

二、產(chǎn)品特性

1. 電壓與電流能力

• 耐壓方面，在(T{J}=150^{circ}C)時(shí)，可承受650V電壓；額定電壓為600V，最大漏源電壓(V{DSS})達(dá)到600V。
• 電流方面，連續(xù)漏極電流在(T{C}=25^{circ}C)時(shí)為20A，在(T{C}=100^{circ}C)時(shí)為12.5A，脈沖漏極電流可達(dá)60A。不過(guò)要注意，漏極電流受最大結(jié)溫限制。

2. 低導(dǎo)通電阻與低柵極電荷

• 典型導(dǎo)通電阻(R_{DS(on)})為150mΩ，最大為190mΩ（@10V），低導(dǎo)通電阻有助于降低導(dǎo)通損耗，提高電源效率。
• 超低柵極電荷，典型值(Q_{g}=75nC)，這使得MOSFET在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)功率更小，開(kāi)關(guān)速度更快。

3. 低輸出電容

典型有效輸出電容(C_{oss(eff.)}=165pF)，低輸出電容可以減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的能量損耗，提高開(kāi)關(guān)效率。

4. 雪崩測(cè)試

100%經(jīng)過(guò)雪崩測(cè)試，具備較高的雪崩能量，能夠承受一定的過(guò)壓和過(guò)流沖擊，增強(qiáng)了器件的可靠性。

5. 環(huán)保特性

這些器件為無(wú)鉛產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• 太陽(yáng)能逆變器：在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，需要高效的功率轉(zhuǎn)換，F(xiàn)CP20N60和FCPF20N60的低損耗和高開(kāi)關(guān)性能能夠提高逆變器的效率和可靠性。
• AC - DC電源：適用于各種AC - DC電源模塊，為電子設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源。

四、參數(shù)詳解

1. 最大額定值

2. 電氣特性

• 關(guān)斷特性：如漏源擊穿電壓(B{VDS})，在不同溫度下有不同的值，(T{J}=25^{circ}C)時(shí)為600V，(T{J}=150^{circ}C)時(shí)為650V；零柵壓漏極電流(I{DSS})在不同條件下也有相應(yīng)規(guī)定。
• 導(dǎo)通特性：柵極閾值電壓(V{GS(th)})范圍為3.0 - 5.0V；靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻(R{DS(on)})典型值為0.15Ω，最大值為0.19Ω（(V{GS}=10V, I{D}=10A)）；正向跨導(dǎo)(g{Fs})典型值為17S（(V{DS}=40V, I_{D}=10A)）。
• 動(dòng)態(tài)特性：包括輸入電容(C{iss})、輸出電容(C{oss})、反向傳輸電容(C{rss})等，以及總柵極電荷(Q{g(tot)})、柵源柵極電荷(Q{gs})、柵漏“米勒”電荷(Q{gd})等。
• 開(kāi)關(guān)特性：如開(kāi)通延遲時(shí)間(t{d(on)})、開(kāi)通上升時(shí)間(t{r})、關(guān)斷延遲時(shí)間(t{d(off)})、關(guān)斷下降時(shí)間(t{f})等。
• 漏源二極管特性：最大連續(xù)漏源二極管正向電流(I{S})為20A，最大脈沖漏源二極管正向電流(I{SM})為60A；漏源二極管正向電壓(V{SD})典型值為1.4V；反向恢復(fù)時(shí)間(t{rr})為530ns；反向恢復(fù)電荷(Q_{rr})為10.5μC。

五、典型性能曲線

文檔中給出了一系列典型性能曲線，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化、體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化、電容特性、柵極電荷特性、擊穿電壓隨溫度的變化、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、最大安全工作區(qū)、最大漏極電流隨殼溫的變化以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線有助于工程師在實(shí)際應(yīng)用中更好地了解器件的性能，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和選型。

六、封裝信息

FCP20N60采用TO - 220封裝，F(xiàn)CPF20N60采用TO - 220F封裝，均以1000個(gè)/管的方式進(jìn)行包裝。同時(shí)，文檔還給出了兩種封裝的機(jī)械尺寸圖和詳細(xì)的尺寸參數(shù)，方便工程師進(jìn)行PCB布局和散熱設(shè)計(jì)。

七、總結(jié)

Onsemi的FCP20N60和FCPF20N60 MOSFET憑借其出色的性能和豐富的特性，為開(kāi)關(guān)電源等應(yīng)用提供了可靠的解決方案。工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，結(jié)合器件的參數(shù)和性能曲線，合理選擇和使用這兩款MOSFET，以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源設(shè)計(jì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似MOSFET的選型和使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。