FCP400N80Z：N - 通道 SuperFET® II MOSFET 深度解析

在电子工程领域，MOSFET 作为关键的功率器件，其性能直接影响着各类电子设备的性能和稳定性。今天，我们就来深入了解一下 Fairchild 的 FCP400N80Z N - 通道 SuperFET® II MOSFET。

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一、ON 半导体与 Fairchild 的整合

Fairchild 已成为 ON 半导体的一部分。由于系统要求，部分 Fairchild 可订购的零件编号需要更改，原编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。大家可通过 ON 半导体网站（www.onsemi.com）核实更新后的器件编号。若对系统集成有疑问，可发邮件至 [e-mail]。

二、FCP400N80Z 器件概述

1. 关键参数

FCP400N80Z 是一款 800V、14A、400mΩ 的 N - 通道 SuperFET® II MOSFET。典型导通电阻 (R{DS(on)}) 为 340mΩ，超低栅极电荷（典型 (Q{g}=43nC)），低 (E{oss})（典型 4.1uJ @ 400V），低有效输出电容（典型 (C{oss(eff.)}=138pF)），并且经过 100% 雪崩测试，符合 RoHS 标准，具备改进的 ESD 能力。

2. 技术亮点

SuperFET® II MOSFET 采用了电荷平衡技术，这一技术的应用使得该 MOSFET 具有出色的低导通电阻和较低的栅极电荷性能。它能够有效降低传导损耗，提供卓越的开关性能、dv/dt 速率和更高的雪崩能量。内部的栅源 ESD 二极管可承受超过 2kV 的 HBM 浪涌应力。

3. 应用领域

适用于 AC - DC 电源、LED 照明等领域，也可用于音频、笔记本适配器、ATX 电源和工业电源等开关电源应用。

三、电气特性

1. 绝对最大额定值

• 电压方面：漏源电压 (V{DSS}) 最大为 800V，栅源电压 (V{GSS}) 在直流时为 ±20V，交流（f > 1Hz）时为 +30V。
• 电流方面：连续漏极电流在 (T{C}=25^{circ}C) 时为 14A，(T{C}=100^{circ}C) 时为 8.9A；脉冲漏极电流 (I_{DM}) 为 33A。
• 能量方面：单脉冲雪崩能量 (E{AS}) 为 339mJ，重复雪崩能量 (E{AR}) 为 1.95mJ。
• 其他参数：MOSFET 的 dv/dt 为 100V/ns，峰值二极管恢复 dv/dt 为 20V/ns；功率耗散在 (T_{C}=25^{circ}C) 时为 195W，25°C 以上的降额系数为 1.56W/°C；工作和存储温度范围为 - 55 至 +150°C，最大焊接引线温度（距外壳 1/8" 处，5 秒）为 300°C。

2. 热特性

热阻方面，结到外壳的最大热阻 (R{theta JC}) 为 0.64°C/W，结到环境的最大热阻 (R{theta JA}) 为 62.5°C/W。

3. 电气特性详细参数

• 关断特性：漏源击穿电压 (BV{DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(I{D}=1mA)，(T = 25^{circ}C) 时为 800V；击穿电压温度系数 (Delta BV{DSS}/Delta T{J}) 为 0.8V/°C；零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{DS}=800V)，(V{GS}=0V) 时为 25μA，在 (V{DS}=640V)，(T{C}=125^{circ}C) 时为 250μA；栅体泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= + 20V)，(V_{DS}=0V) 时为 ±10μA。
• 导通特性：栅极阈值电压 (V{GS(th)}) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=1.1mA) 时为 2.5 - 4.5V；静态漏源导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=10V)，(I{D}=5.5A) 时为 0.34 - 0.4Ω；正向跨导 (g{FS}) 在 (V{DS}=20V)，(I{D}=5.5A) 时为 12S。
• 动态特性：输入电容 (C{iss}) 在 (V{DS}=100V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz) 时为 1770 - 2350pF；输出电容 (C{oss}) 在不同条件下有不同值；反向传输电容 (C{rss}) 为 0.5pF；有效输出电容 (C{oss(eff.)}) 在 (V{DS}=0V) 至 480V，(V{GS}=0V) 时为 138pF；总栅极电荷 (Q{g(tot)}) 在 (V{DS}=640V)，(I{D}=11A)，(V{GS}=10V) 时为 43 - 56nC；栅源栅极电荷 (Q{gs}) 为 8.6nC，栅漏“米勒”电荷 (Q{gd}) 为 17nC；等效串联电阻 (ESR) 在 (f = 1MHz) 时为 2.3Ω。
• 开关特性：开通延迟时间 (t{d(on)}) 为 20 - 50ns，开通上升时间 (t{r}) 在 (V{DD}=400V)，(I{D}=11A) 时为 12 - 34ns，关断延迟时间 (t{d(off)}) 在 (V{GS}=10V)，(R{g}=4.7Ω) 时为 51 - 112ns，关断下降时间 (t{f}) 为 2.6 - 15ns。
• 漏源二极管特性：最大连续漏源二极管正向电流 (I{S}) 为 14A，最大脉冲漏源二极管正向电流 (I{SM}) 为 33A，漏源二极管正向电压 (V{SD}) 在 (V{GS}=0V)，(I{SD}=11A) 时为 1.2V，反向恢复时间 (t{rr}) 在 (V{GS}=0V)，(I{SD}=11A) 时为 395ns，反向恢复电荷 (Q{rr}) 在 (dI{F}/dt = 100A/μs) 时为 7.4μC。

四、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、击穿电压随温度的变化、导通电阻随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流随外壳温度的变化、(E_{oss}) 随漏源电压的变化以及瞬态热响应曲线等。这些特性图有助于工程师在实际应用中更好地了解器件的性能表现，从而进行合理的设计。

五、测试电路与波形

文档还提供了栅极电荷测试电路及波形、电阻性开关测试电路及波形、无钳位电感开关测试电路及波形以及峰值二极管恢复 dv/dt 测试电路及波形等，为工程师进行器件测试和验证提供了参考。

六、总结

FCP400N80Z N - 通道 SuperFET® II MOSFET 凭借其出色的性能和广泛的应用领域，在电子工程设计中具有很大的优势。不过，在实际应用中，工程师们仍需根据具体的应用场景和要求，对器件的各项参数进行仔细的评估和验证。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。