FCD3400N80Z/FCU3400N80Z - N 沟道 SuperFET® II MOSFET：高性能开关利器

前言

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的开关元件，其性能直接影响着电源、照明等众多应用的表现。今天我们要探讨的 FCD3400N80Z/FCU3400N80Z N 沟道 SuperFET® II MOSFET，是 Fairchild Semiconductor（现属于 ON Semiconductor）推出的一款高性能产品，它在多个方面展现出了卓越的特性。

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产品背景与更名说明

Fairchild Semiconductor 现已成为 ON Semiconductor 的一部分。由于系统要求，部分 Fairchild 可订购的零件编号需要更改。具体来说，Fairchild 零件编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。大家可以通过 ON Semiconductor 网站（www.onsemi.com）验证更新后的设备编号。如果对系统集成有任何疑问，可发送电子邮件至 [e-mail]。

产品特性

电气特性优势

• 低导通电阻：典型的 RDS(on) 为 2.75 Ω，这意味着在导通状态下，MOSFET 的功率损耗较低，能够有效提高系统效率。例如在电源应用中，低导通电阻可以减少发热，提高电源的转换效率。
• 超低栅极电荷：典型的 Qg 为 7.4 nC，低栅极电荷使得 MOSFET 的开关速度更快，降低了开关损耗，从而提高了系统的整体性能。在高频开关应用中，这一特性尤为重要。
• 低输出电容：低 Eoss（典型值 0.9 uJ@400V）和低有效输出电容（典型值 Coss(eff.) = 41 pF），有助于减少开关过程中的能量损耗，提高开关效率。

其他特性

• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，保证了 MOSFET 在恶劣环境下的可靠性和稳定性，适用于对可靠性要求较高的应用场景。
• 环保合规：符合 RoHS 标准，满足环保要求，符合现代电子设备对绿色环保的趋势。
• ESD 能力提升：具备改进的 ESD 能力，能够更好地保护 MOSFET 免受静电放电的损害，提高了产品的抗干扰能力。

产品应用

AC - DC 电源

在 AC - DC 电源中，FCD3400N80Z/FCU3400N80Z 的低导通电阻和低开关损耗特性可以提高电源的转换效率，减少发热，延长电源的使用寿命。例如在一些高效率的开关电源设计中，它能够有效降低功耗，提高电源的性能。

LED 照明

在 LED 照明应用中，MOSFET 的快速开关特性和低损耗可以实现高效的调光控制，提高 LED 照明的亮度调节精度和效率。同时，其高可靠性也保证了 LED 照明系统的稳定运行。

产品参数

绝对最大额定值

参数	FCD3400N80Z	FCU3400N80Z	单位
VDSS（漏源电压）	800	800	V
VGSS（栅源电压 - DC）	±20	±20	V
VGSS（栅源电压 - AC (f > 1 Hz)）	±30	±30	V
ID（连续漏极电流 (TC = 25°C)）	2.0	2.0	A
ID（连续漏极电流 (TC = 100°C)）	1.2	1.2	A
IDM（脉冲漏极电流）	4.0	4.0	A
EAS（单脉冲雪崩能量）	12.8	12.8	mJ
IAR（雪崩电流）	0.4	0.4	A
EAR（重复雪崩能量）	0.32	0.32	mJ
dv/dt（MOSFET dv/dt）	100	100	V/ns
PD（功率耗散 (TC = 25°C)）	32	32	W
降额系数（25°C 以上）	0.26	0.26	W/°C
TJ, TSTG（工作和存储温度范围）	-55 至 +150	-55 至 +150	°C
TL（焊接时最大引脚温度，距外壳 1/8” 处 5 秒）	300	300	°C

电气特性

关断特性

• BVDSS（漏源击穿电压）：VGS = 0 V，ID = 1 mA，TJ = 25°C 时，最小值为 800 V。
• ΔBVDSS / ΔTJ（击穿电压温度系数）：ID = 1 mA，参考 25°C 时为 0.9 V/°C。
• IDSS（零栅压漏极电流）：VDS = 640 V，VGS = 0 V，TC = 125°C 或 VDS = 800 V，VGS = 0 V 时，最大值为 25 μA。
• IGSS（栅 - 体泄漏电流）：VGS = ±20 V，VDS = 0 V 时，最大值为 ±10 μA。

导通特性

• VGS(th)（栅极阈值电压）：VGS = VDS，ID = 0.2 mA 时，典型值为 2.5 V。
• RDS(on)（静态漏源导通电阻）：VGS = 10 V，ID = 1 A 时，典型值为 2.75 Ω，最大值为 3.4 Ω。
• gFS（正向跨导）：VDS = 20 V，ID = 1 A 时，为 2 S。

动态特性

• Ciss（输入电容）：VDS = 100 V，VGS = 0 V，f = 1 MHz 时，典型值为 299 - 400 pF。
• Coss（输出电容）：VDS = 480 V，VGS = 0 V，f = 1 MHz 时，典型值为 6.2 pF。
• Crss（反向传输电容）：典型值为 0.36 pF。
• Coss(eff.)（有效输出电容）：VDS 从 0 V 到 480 V，VGS = 0 V 时，典型值为 41 pF。
• Qg(tot)（10V 时的总栅极电荷）：VDS = 640 V，ID = 2 A，VGS = 10 V 时，典型值为 7.4 nC，最大值为 9.6 nC。
• Qgs（栅 - 源栅极电荷）：典型值为 1.6 nC。
• Qgd（栅 - 漏 “米勒” 电荷）：典型值为 3.1 nC。
• ESR（等效串联电阻）：f = 1 MHz 时，为 3.2 Ω。

开关特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
td(on)（导通延迟时间）	-	-	10	30	ns
tr（导通上升时间）	VDD = 400V，ID = 2A	-	6.4	23	ns
td(off)（关断延迟时间）	Vcs = 10V，Rg = 4.7	-	22.7	55	ns
tf（关断下降时间）	-	-	14	38	ns

漏 - 源二极管特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
Is（最大连续漏 - 源二极管正向电流）	-	1.2	-	1.6	A
IsM（最大脉冲漏 - 源二极管正向电流）	-	-	-	3.8	A
VSD（漏 - 源二极管正向电压）	VGs = 0V，ISD = 2A	-	-	-	V
trr（反向恢复时间）	VGs = 0V，IsD = 2A，dlp/dt = 100 A/μs	119	-	-	ns
Qrr（反向恢复电荷）	-	868	-	-	nC

典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性图，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、体二极管正向电压随源极电流和温度的变化、电容特性、栅极电荷特性等。这些特性图可以帮助工程师更好地了解 MOSFET 在不同条件下的性能表现，从而进行更优化的设计。

总结

FCD3400N80Z/FCU3400N80Z N 沟道 SuperFET® II MOSFET 凭借其出色的电气特性、广泛的应用场景和可靠的性能，为电子工程师在电源、照明等领域的设计提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师们可以根据具体的设计需求，结合这些特性和参数，充分发挥该 MOSFET 的优势，实现高效、稳定的电子系统设计。大家在使用过程中有没有遇到过类似 MOSFET 的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。