深入解析 onsemi FQA13N80-F109 N 溝道 MOSFET

在電子設(shè)計領(lǐng)域，MOSFET 作為關(guān)鍵的功率器件，其性能直接影響到整個電路的效率和穩(wěn)定性。今天，我們就來詳細探討 onsemi 推出的 FQA13N80-F109 N 溝道增強型功率 MOSFET。

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產(chǎn)品概述

FQA13N80-F109 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。該器件適用于開關(guān)模式電源、有源功率因數(shù)校正 (PFC) 以及電子燈鎮(zhèn)流器等應(yīng)用場景。

產(chǎn)品特性

• 高耐壓大電流：具備 800V 的耐壓能力和 12.6A 的連續(xù)漏極電流，在 (V{GS}=10V) 時，最大導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 為 750mΩ。當 (I_D = 6.3A) 時，能滿足多種高電壓、大電流的應(yīng)用需求。
• 低柵極電荷：典型柵極電荷僅為 68nC，這意味著在開關(guān)過程中，對柵極進行充放電所需的能量較少，從而可以降低驅(qū)動電路的功耗，提高開關(guān)速度。
• 低 (C_{rss})：反向傳輸電容 (C_{rss}) 典型值為 30pF，有助于減少米勒效應(yīng)的影響，提高開關(guān)性能，減少開關(guān)損耗。
• 雪崩測試：經(jīng)過 100% 雪崩測試，保證了器件在雪崩擊穿時的可靠性和穩(wěn)定性，能夠承受一定的能量沖擊。
• 環(huán)保設(shè)計：該器件為無鉛和無鹵產(chǎn)品，符合環(huán)保要求。

絕對最大額定值

需要注意的是，超過這些最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱特性

熱特性對于功率器件的穩(wěn)定性至關(guān)重要，合理的散熱設(shè)計可以確保器件在正常溫度范圍內(nèi)工作，延長其使用壽命。

電氣特性

• 截止特性：
  • 漏源擊穿電壓 (B{V{DSS}})：在 (ID = 250μA)，(V{GS} = 0V) 時為 800V，且擊穿電壓溫度系數(shù)為 0.95V/°C（參考 (25^{circ}C)）。
  • 零柵壓漏電流 (I{DSS})：在 (V{DS} = 800V)，(V{GS} = 0V) 時最大為 10μA；在 (V{DS} = 640V)，(T_C = 125^{circ}C) 時最大為 100μA。
  • 柵體正向和反向泄漏電流 (I{GSSF}) 和 (I{GSSR})：在 (V{GS} = ±30V)，(V{DS} = 0V) 時最大為 ±100nA。
• 導(dǎo)通特性：
  • 柵極閾值電壓 (V{GS(th)})：在 (V{DS} = V_{GS})，(I_D = 250μA) 時，范圍為 3.0 - 5.0V。
  • 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS} = 10V)，(I_D = 6.3A) 時，典型值為 0.58Ω，最大值為 0.75Ω。
  • 正向跨導(dǎo) (g{FS})：在 (V{DS} = 50V)，(I_D = 6.3A) 時為 13S。
• 動態(tài)特性：
  • 輸入電容 (C{iss})：在 (V{DS} = 25V)，(V_{GS} = 0V)，(f = 1MHz) 時，范圍為 2700 - 3500pF。
  • 輸出電容 (C_{oss})：范圍為 275 - 360pF。
  • 反向傳輸電容 (C_{rss})：典型值為 30pF，最大值為 39pF。
• 開關(guān)特性：
  • 開啟延遲時間 (t{d(on)})：在 (V{DD} = 400V)，(I_D = 12.6A)，(R_G = 25Ω) 時，范圍為 60 - 130ns。
  • 開啟上升時間 (t_r)：范圍為 150 - 310ns。
  • 關(guān)斷延遲時間 (t_{d(off)})：范圍為 155 - 320ns。
  • 關(guān)斷下降時間 (t_f)：范圍為 110 - 230ns。
  • 總柵極電荷 (Qg)：在 (V{DS} = 640V)，(ID = 12.6A)，(V{GS} = 10V) 時，典型值為 68nC，最大值為 88nC。
  • 柵源電荷 (Q_{gs})：典型值為 15nC。
  • 柵漏電荷 (Q_{gd})：典型值為 32nC。
• 漏源二極管特性和最大額定值：
  • 最大連續(xù)漏源二極管正向電流 (I_S)：為 12.6A。
  • 最大脈沖漏源二極管正向電流 (I_{SM})：為 50.4A。
  • 漏源二極管正向電壓 (V{SD})：在 (V{GS} = 0V)，(I_S = 12.6A) 時最大為 1.4V。
  • 反向恢復(fù)時間 (t{rr})：在 (V{GS} = 0V)，(I_S = 12.6A)，(dI_F/dt = 100A/μs) 時為 850ns。
  • 反向恢復(fù)電荷 (Q_{rr})：為 11.3μC。

典型特性曲線

文檔中還給出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)、最大漏極電流隨殼溫的變化以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線可以幫助工程師更直觀地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而進行更合理的電路設(shè)計。

封裝和訂購信息

該器件采用 TO - 3P - 3LD 封裝，管裝形式，每管 450 個。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的 PCB 布局和散熱要求，合理選擇封裝形式。

總結(jié)

onsemi 的 FQA13N80 - F109 N 溝道 MOSFET 憑借其高耐壓、大電流、低柵極電荷、低 (C_{rss}) 以及良好的雪崩特性等優(yōu)點，在開關(guān)電源、PFC 電路和電子燈鎮(zhèn)流器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計相關(guān)電路時，可以根據(jù)其詳細的電氣特性和典型特性曲線，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，進行合理的選型和設(shè)計，同時要注意散熱設(shè)計和避免超過最大額定值，以確保器件的可靠性和穩(wěn)定性。大家在實際使用過程中，有沒有遇到過類似 MOSFET 的一些特殊問題呢？可以一起交流探討。