探索onsemi FCPF400N80Z：高性能N沟道MOSFET的卓越表现

在电子工程领域，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是一种至关重要的电子元件，广泛应用于各类电子设备中。今天，我们将深入探讨onsemi公司的FCPF400N80Z，一款具有卓越性能的N沟道SUPERFET II MOSFET。

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产品概述

FCPF400N80Z属于onsemi全新的高压超结（SJ）MOSFET家族——SUPERFET II系列。该系列利用电荷平衡技术，实现了出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种技术不仅能最大程度地减少传导损耗，还具备卓越的开关性能、dv/dt速率和更高的雪崩能量。此外，内部的栅源ESD二极管使其能够承受超过2 kV的HBM浪涌应力，非常适合音频、笔记本适配器、照明、ATX电源和工业电源等开关电源应用。

关键特性

低导通电阻

典型的 (R_{DS(on)}) 为340 mΩ，这意味着在导通状态下，该MOSFET的电阻较低，能够有效减少功率损耗，提高电源效率。

超低栅极电荷

典型的 (Qg = 43 nC)，低栅极电荷可以降低开关损耗，提高开关速度，使MOSFET在高频应用中表现出色。

低 (E_{oss})

典型值为4.1 J @ 400 V，低 (E_{oss}) 有助于减少开关过程中的能量损耗，提高系统的整体效率。

低有效输出电容

典型的 (C_{oss(eff.)} = 138 pF)，低输出电容可以减少开关过程中的电压尖峰，提高系统的稳定性。

100%雪崩测试

经过100%雪崩测试，保证了产品在雪崩情况下的可靠性和稳定性。

ESD改进能力

具备增强的ESD防护能力，能够更好地保护MOSFET免受静电损坏。

RoHS合规

符合RoHS标准，环保且符合相关法规要求。

应用领域

FCPF400N80Z适用于多种电源应用，包括AC - DC电源供应和LED照明。在这些应用中，其高性能的特性能够满足对电源效率、稳定性和可靠性的严格要求。

电气特性

绝对最大额定值

参数	数值	单位
漏源电压 (V_{DSS})	800	V
栅源电压 (V_{GSS})	±30	V
连续漏极电流 (I{D})（(T{C}=25^{circ}C)）	14	A
连续漏极电流 (I{D})（(T{C}=100^{circ}C)）	8.9	A
脉冲漏极电流 (I_{DM})	33	A
单脉冲雪崩能量 (E_{AS})	339	mJ
雪崩电流 (I_{AR})	2.2	A
重复雪崩能量 (E_{AR})	0.36	mJ
MOSFET dv/dt	100	V/ns
峰值二极管恢复dv/dt	20	V/ns
功率耗散 (P{D})（(T{C}=25^{circ}C)）	35.7	W
25°C以上降额	0.29	W/°C
工作和存储温度范围 (T{J}, T{STG})	- 55 to +150	°C
焊接时最大引脚温度 (T_{L})（离外壳1/8”处，5秒）	300	°C

电气特性参数

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
漏源击穿电压 (B_{V DSS})	(V{GS}=0 V, I{D}=1 mA, T_{J}=25^{circ}C)	800	-	-	V
击穿电压温度系数 (B{V DSS}/T{J})	(I_{D}=1 mA)，参考25°C	0.8	-	-	V/°C
零栅压漏极电流 (I_{DSS})	(V{DS}=800 V, V{GS}=0 V)	-	-	25	μA
(V{DS}=640 V, T{C}=125^{circ}C)	-	-	250	μA
栅体泄漏电流 (I_{GSS})	(V{GS}=±20 V, V{DS}=0 V)	-	±10	μA
栅极阈值电压 (V_{GS(th)})	(V{GS}=V{DS}, I_{D}=1.1 mA)	2.5	-	4.5	V
静态漏源导通电阻 (R_{DS(on)})	(V{GS}=10 V, I{D}=5.5 A)	-	0.34	0.4	Ω
正向跨导 (g_{fs})	(V{DS}=20 V, I{D}=5.5 A)	-	12	-	S
输入电容 (C_{iss})	(V{DS}=100 V, V{GS}=0 V, f = 1 MHz)	1770	2350	-	pF
输出电容 (C_{oss})	(V{DS}=100 V, V{GS}=0 V, f = 1 MHz)	51	70	-	pF
反向传输电容 (C_{rss})	(V{DS}=100 V, V{GS}=0 V, f = 1 MHz)	0.5	-	-	pF
输出电容 (C_{oss})	(V{DS}=480 V, V{GS}=0 V, f = 1 MHz)	28	-	-	pF
有效输出电容 (C_{oss(eff.)})	(V{DS}=0 V) 到 (480 V, V{GS}=0 V)	138	-	-	pF
总栅极电荷 (Q_{g(tot)})（10 V）	(V{DS}=640 V, I{D}=11 A, V_{GS}=10 V)	43	56	-	nC
栅源栅极电荷 (Q_{gs})	-	8.6	-	nC
栅漏“米勒”电荷 (Q_{gd})	-	17	-	nC
等效串联电阻 (ESR)	(f = 1 MHz)	2.3	-	-	Ω
导通延迟时间 (t_{d(on)})	(V{DD}=400 V, I{D}=11 A, V{GS}=10 V, R{g}=4.7 Ω)	20	50	-	ns
导通上升时间 (t_{r})	(V{DD}=400 V, I{D}=11 A, V{GS}=10 V, R{g}=4.7 Ω)	12	34	-	ns
关断延迟时间 (t_{d(off)})	(V{DD}=400 V, I{D}=11 A, V{GS}=10 V, R{g}=4.7 Ω)	51	112	-	ns
关断下降时间 (t_{f})	(V{DD}=400 V, I{D}=11 A, V{GS}=10 V, R{g}=4.7 Ω)	2.6	15	-	ns
最大连续漏源二极管正向电流 (I_{S})	-	-	14	A
最大脉冲漏源二极管正向电流 (I_{SM})	-	-	33	A
漏源二极管正向电压 (V_{SD})	(V{GS}=0 V, I{SD}=11 A)	-	1.2	-	V
反向恢复时间 (t_{rr})	(V{GS}=0 V, I{SD}=11 A, dI_{F}/dt = 100 A/μs)	395	-	-	ns
反向恢复电荷 (Q_{rr})	-	7.4	-	μC

典型性能特性

文档中提供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、瞬态热响应曲线等。这些特性图能够帮助工程师更好地了解和使用该MOSFET。

封装信息

FCPF400N80Z采用TO - 220 Fullpack，3 - 引脚/TO - 220F - 3SG封装，CASE 221AT。文档中还提供了详细的封装尺寸图和相关说明。

总结

onsemi的FCPF400N80Z N沟道SUPERFET II MOSFET凭借其出色的性能特性，在开关电源应用中具有很大的优势。其低导通电阻、超低栅极电荷、低 (E_{oss}) 和低有效输出电容等特性，能够有效提高电源效率，减少功率损耗。同时，经过100%雪崩测试和具备ESD改进能力，保证了产品的可靠性和稳定性。对于电子工程师来说，在设计AC - DC电源供应和LED照明等应用时，FCPF400N80Z是一个值得考虑的选择。

大家在实际应用中是否遇到过类似高性能MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。