STD80N240K6功率MOSFET技术解析与应用指南

描述

STMicroelectronics STD80N240K6 800V 16A MDmGuard™ K6功率MOSFET具有出色的RDS(on) x 面积和低总栅极电荷(Q g ),可实现高开关速度和低损耗。集成ESD保护二极管提高了STD80N240K6 MOSFET的整体耐用性,高达2类人体模型(HBM)。与上一代的MDmesh K5相比,MDmesh K6 MOSFET具有更低的阈值电压,可实现更低的驱动电压,从而降低功耗并提高效率,主要用于零瓦待机应用。STD80N240K6优化用于基于反激式拓扑的照明应用,例如LED驱动器和HID灯。该器件还非常适用于平板显示器的适配器和电源。

数据手册:*附件:STMicroelectronics STD80N240K6 800V 16A MDmesh K6功率MOSFET数据手册.pdf

STMicroelectronics STD80N240K6 800V 16A MDmesh K6功率MOSFET采用紧凑DPAK(TO-252)A2型封装。

特性

  • 漏极-源极电压(V DS ):800V
  • 栅极-源极电压(V GS ):±30V
  • 漏极-源极导通电阻(R DS(ON) ):197mΩ(典型值)
  • 总栅极电荷(Q g ):25.9nC
  • 连续漏极电流(I D
    • 16A(TC = 25°C时)
    • 10A(TC = 100°C时)
  • 零栅极电压漏极电流(I DSS ):1µA
  • 栅极体漏电流(I GSS ):±1µA
  • 栅极阈值电压(V GS (th) ):3.5V
  • 脉冲漏极电流(I DM ):35A
  • 总功耗(P TOT ):105W(TC = 25°C时)
  • 100% 经雪崩测试
  • 齐纳保护
  • 工作结温范围(T j ):-55°C至150°C
  • DPAK(TO-252)A2型封装

内部电路

功率MOSFET

测试电路

功率MOSFET

包装外形

功率MOSFET

STD80N240K6功率MOSFET技术解析与应用指南

一、器件概述

STD80N240K6‌是意法半导体采用第六代MDmesh超级结技术开发的N沟道功率MOSFET,具有业界领先的性能指标:

  • 额定电压‌:800V VDS
  • 导通电阻‌:典型值197mΩ,最大值220mΩ(VGS=10V,ID=7A)
  • 持续电流‌:16A(TC=25℃)
  • 封装形式‌:DPAK(TO-252)表贴封装

二、核心电气特性

2.1 极限参数

  • 栅源电压‌:±30V(VGS)
  • 峰值漏电流‌:35A(IDM)
  • 最大功耗‌:105W(TC=25℃)
  • 工作结温‌:-55℃至150℃

2.2 静态特性

  • 阈值电压‌:3-4V(VGS(th),ID=100μA)
  • 输入电容‌:1350pF(Ciss,VDS=400V)
  • 输出电容‌:20pF(Coss,VDS=400V)

2.3 动态性能

  • 开关速度‌:
    • 开启延迟时间:16ns(典型值)
    • 上升时间:5.3ns(典型值)
      176
  • 栅极电荷‌:
    • 总栅极电荷(Qg):25.9nC
    • 栅源电荷(Qgs):6.9nC
    • 栅漏电荷(Qgd):8.4nC

三、技术优势分析

3.1 MDmesh K6技术亮点

  • 最佳FOM指标‌:RDS(on)×Qg达到业界领先水平
  • 超低栅极电荷‌:优化开关损耗,提升效率
  • 齐纳保护‌:内置栅极保护二极管
  • 100%雪崩测试‌:确保器件可靠性

3.2 热管理特性

  • 结壳热阻‌:1.19℃/W
  • 结板热阻‌:50℃/W(安装于1英寸² FR-4板)

四、关键应用设计要点

4.1 适配器应用

  • 推荐工作条件‌:
    • 栅极驱动电压:10-12V
    • 开关频率:65-100kHz
  • 布局建议‌:
    • 减小栅极回路寄生电感
    • 提供足够的散热面积

4.2 LED照明驱动

  • 优势特性‌:
    • 高耐压适合高功率LED串
    • 低Qg适合高频PWM调光

4.3 反激变换器

  • 关键参数‌:
    • 雪崩能量:200mJ(25℃)
    • 反向恢复时间:335ns(典型值)

五、设计注意事项

5.1 驱动电路设计

  • 栅极电阻选择‌:基于开关速度与EMI平衡
  • 驱动能力需求‌:考虑Qg与开关频率关系

5.2 热设计计算

  • 结温估算公式‌:
    TJ = TC + RthJC × PD
    其中PD = RDS(on) × ID² + 开关损耗

5.3 保护电路

  • 过压保护‌:利用雪崩能力设计箝位电路
  • 过流保护‌:结合RDS(on)温度特性设计电流检测

六、可靠性保障

6.1 工作边界定义

  • 安全工作区‌:
    • 考虑瞬时功率与热限制
    • 避免二次击穿风险

6.2 测试验证

  • 开关波形验证‌:确保VDS尖峰在安全范围内
  • 温度监控‌:实际应用中进行热测试
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