探索 onsemi FQA24N60 N - 通道 QFET：高性能 MOSFET 的深度剖析

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）是不可或缺的重要元件。今天，我們將深入探討 onsemi 公司的 FQA24N60 N - 通道 QFET，一款在開關(guān)電源、有源功率因數(shù)校正（PFC）和電子燈鎮(zhèn)流器等應(yīng)用中表現(xiàn)出色的 MOSFET。

文件下載：FQA24N60-D.pdf

產(chǎn)品概述

FQA24N60 是一款 N - 通道增強型功率 MOSFET，采用 onsemi 專有的平面條紋和 DMOS 技術(shù)制造。這種先進的 MOSFET 技術(shù)經(jīng)過精心設(shè)計，旨在降低導(dǎo)通電阻，提供卓越的開關(guān)性能和高雪崩能量強度。

關(guān)鍵特性

電氣性能

• 高耐壓與大電流：能夠承受 600V 的漏源電壓（(V{DSS})），連續(xù)漏極電流（(I{D})）在 (T{C}=25^{circ}C) 時可達 23.5A，在 (T{C}=100^{circ}C) 時為 14.9A，脈沖漏極電流（(I_{DM})）更是高達 94A。這使得它在高功率應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
• 低導(dǎo)通電阻：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=11.8A) 的條件下，靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）最大為 240mΩ，典型值為 180mΩ，有效降低了功率損耗。
• 低柵極電荷：典型柵極電荷（(Q_{g})）為 110nC，有助于減少開關(guān)損耗，提高開關(guān)速度。
• 低反向傳輸電容：反向傳輸電容（(C_{rss})）典型值為 56pF，可降低米勒效應(yīng)的影響，提升開關(guān)性能。

雪崩特性

• 高雪崩能量：單脈沖雪崩能量（(E{AS})）為 1300mJ，重復(fù)雪崩能量（(E{AR})）為 31mJ，并且經(jīng)過 100% 雪崩測試，確保了器件在惡劣環(huán)境下的可靠性。

熱特性

• 低熱阻：結(jié)到外殼的熱阻（(R{θJC})）最大為 0.4°C/W，結(jié)到環(huán)境的熱阻（(R{θJA})）最大為 40°C/W，有利于熱量的散發(fā)，保證器件在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。

絕對最大額定值

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（(BVDSS)）：在 (V{GS}=0V)、(I{D}=250mu A) 的條件下，最小值為 600V。
• 擊穿電壓溫度系數(shù)（(Delta BV_{DSS}) ATJ）：在 (I_{D}=250mu A) 時，典型值為 0.6V/°C。
• 零柵壓漏極電流（(I_{DSS})）：在 (V{DS}=600V)、(V{GS}=0V) 時，最大值為 10μA；在 (V{DS}=480V)、(T{C}=125^{circ}C) 時，最大值為 100μA。
• 柵體正向和反向泄漏電流（(I{GSSF}) 和 (I{GSSR})）：在 (V{GS}=pm30V)、(V{DS}=0V) 時，最大值為 ±100nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（(V_{GS(th)})）：在 (V{DS}=V{GS})、(I_{D}=250mu A) 的條件下，最小值為 3.0V，最大值為 5.0V。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=11.8A) 時，典型值為 0.18Ω，最大值為 0.24Ω。
• 正向跨導(dǎo)（(g_{fs})）：在 (V{DS}=50V)、(I{D}=11.8A) 時，典型值為 22.5S。

動態(tài)特性

• 輸入電容（(C_{iss})）：在 (V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1.0MHz) 的條件下，典型值為 4200pF，最大值為 5500pF。
• 輸出電容（(C_{oss})）：典型值為 550pF，最大值為 720pF。
• 反向傳輸電容（(C_{rss})）：典型值為 56pF，最大值為 75pF。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時間（(t_{d(on)})）：在 (V{DD}=300V)、(I{D}=23.5A)、(R_{G}=25Ω) 的條件下，典型值為 90ns，最大值為 190ns。
• 導(dǎo)通上升時間（(t_{r})）：典型值為 270ns，最大值為 550ns。
• 關(guān)斷延遲時間（(t_{d(off)})）：典型值為 200ns，最大值為 410ns。
• 關(guān)斷下降時間（(t_{f})）：典型值為 170ns，最大值為 350ns。
• 總柵極電荷（(Q_{g})）：在 (V{DS}=480V)、(I{D}=23.5A)、(V_{GS}=10V) 的條件下，典型值為 110nC，最大值為 145nC。
• 柵源電荷（(Q_{gs})）：典型值為 25nC。
• 柵漏電荷（(Q_{gd})）：典型值為 53nC。

漏源二極管特性

• 最大連續(xù)漏源二極管正向電流（(I_{S})）：為 23.5A。
• 最大脈沖漏源二極管正向電流（(I_{SM})）：為 94A。
• 漏源二極管正向電壓（(V_{SD})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=23.5A) 時，典型值為 1.4V。
• 反向恢復(fù)時間（(t_{rr})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=23.5A)、(dl_{F}/dt = 100A/mu s) 的條件下，為 470ns。
• 反向恢復(fù)電荷（(Q_{rr})）：為 6.2μC。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，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)、最大漏極電流與外殼溫度的關(guān)系、瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線有助于工程師更好地了解器件的性能，在設(shè)計電路時做出更準確的決策。

封裝信息

FQA24N60 采用 TO - 3P - 3L（無鉛）封裝，每管包裝 450 個單元。這種封裝具有良好的散熱性能，適合高功率應(yīng)用。

應(yīng)用建議

在使用 FQA24N60 進行電路設(shè)計時，工程師需要注意以下幾點：

• 散熱設(shè)計：由于器件在工作過程中會產(chǎn)生熱量，因此需要合理設(shè)計散熱系統(tǒng)，確保器件的工作溫度在允許范圍內(nèi)。
• 驅(qū)動電路設(shè)計：選擇合適的驅(qū)動電路，以滿足器件的柵極電荷要求，保證開關(guān)速度和效率。
• 保護電路設(shè)計：為了防止器件在異常情況下?lián)p壞，建議設(shè)計過壓、過流保護電路。

總之，onsemi 的 FQA24N60 N - 通道 QFET 是一款性能卓越的 MOSFET，具有高耐壓、大電流、低導(dǎo)通電阻、低柵極電荷等優(yōu)點，適用于多種高功率應(yīng)用。希望本文對電子工程師在選擇和使用該器件時有所幫助。你在實際應(yīng)用中是否遇到過類似 MOSFET 的問題？你是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。