深度解析FDB20N50F N-Channel UniFET™ FRFET® MOSFET

一、背景与整合说明

Fairchild Semiconductor已被ON Semiconductor整合。由于ON Semiconductor产品管理系统无法处理含下划线（_）的零件命名，Fairchild部分可订购零件编号中的下划线将改为破折号（-）。大家可在ON Semiconductor网站（www.onsemi.com）核实更新后的设备编号，若有系统整合相关问题，可发邮件至[e-mail]。

文件下载：FDB20N50F-D.pdf

二、FDB20N50F MOSFET概述

2.1 基本信息

FDB20N50F是一款N沟道UniFET™ FRFET® MOSFET，具备500V耐压、20A电流和260mΩ导通电阻的特性。其采用了平面条纹和DMOS技术，属于Fairchild Semiconductor的高压MOSFET家族。

2.2 关键特性

• 低导通电阻：在(V{GS}=10V)、(I{D}=10A)时，典型(R_{DS(on)} = 220mΩ)。
• 低栅极电荷：典型值为50nC，有利于降低开关损耗。
• 低(C_{rss})：典型值27pF，可提升开关速度。
• 雪崩测试：经过100%雪崩测试，具备良好的雪崩能量承受能力。
• dv/dt能力提升：能更好地应对电压变化率，增强系统稳定性。
• 环保合规：符合RoHS标准，且通过JEDEC标准JESD22 - A113F和IPC/JEDEC J - STD - 020D.1认证。

三、应用领域

• 显示设备：适用于LCD/LED/PDP TV等，为其电源部分提供稳定的开关控制。
• 照明领域：可用于各类照明设备的电源转换，提高能源利用效率。
• 电源供应：在不间断电源（UPS）和AC - DC电源供应中发挥重要作用，保障电源的稳定输出。

四、性能参数详解

4.1 最大额定值

参数	详情	FDB20N50F数值	单位
(V_{DSS})	漏源电压	500	V
(V_{GSS})	栅源电压	±30	V
(I_{D})	漏极连续电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	20	A
(I_{D})	漏极连续电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	12.9	A
(I_{DM})	漏极脉冲电流	80	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	1110	mJ
(I_{AR})	雪崩电流	20	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	25	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复dv/dt	10	V/ns
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	250	W
(P_{D})	25°C以上降额	2.0	W/°C
(T{J},T{STG})	工作和储存温度范围	-55至 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（距外壳1/8”，5秒）	300	°C

4.2 热特性

参数	详情	FDB20N50F数值	单位
(R_{θJC})	结到外壳的热阻（最大）	0.5	°C/W
(R_{θCS})	外壳到散热器的热阻（典型）	0.5	°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻（最大）	62.5	°C/W

4.3 电气特性

4.3.1 关断特性

• (BV_{DSS})：漏源击穿电压，在(I{D}=500μA)、(V{GS}=0V)、(T_{J}=25°C)时为500V。
• (Delta BV{DSS}/Delta T{J})：击穿电压温度系数，在(I_{D}=250μA)、参考25°C时为0.7V/°C。
• (I_{DSS})：零栅压漏极电流，(V{DS}=500V)、(V{GS}=0V)时最大200μA；(V{DS}=400V)、(T{C}=125°C)时最大500μA。
• (I_{GSS})：栅极到体的泄漏电流，(V{GS}=±30V)、(V{DS}=0V)时最大±100nA。

4.3.2 导通特性

• (V_{GS(th)})：栅极阈值电压，在(V{GS}=V{DS})、(I_{D}=250μA)时为3.0 - 5.0V。
• (R_{DS(on)})：静态漏源导通电阻，(V{GS}=10V)、(I{D}=10A)时为0.22 - 0.26Ω。
• (g_{FS})：正向跨导，(V{DS}=20V)、(I{D}=10A)时为25S。

4.3.3 动态特性

• (C_{iss})：输入电容，(V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1MHz)时为2550 - 3390pF。
• (C_{oss})：输出电容为350 - 465pF。
• (C_{rss})：反向传输电容为27 - 40pF。
• (Q_{g(tot)})：10V时的总栅极电荷，(V{DS}=400V)、(I{D}=20A)、(V_{GS}=10V)时为50 - 65nC。
• (Q_{gs})：栅源栅极电荷为14nC。
• (Q_{gd})：栅漏“米勒”电荷为20nC。

4.3.4 开关特性

• (t_{d(on)})：导通延迟时间为45 - 100ns。
• (t_{r})：导通上升时间，在(V{DD}=250V)、(I{D}=20A)、(V{GS}=10V)、(R{G}=25Ω)时为120 - 250ns。
• (t_{d(off)})：关断延迟时间为100 - 210ns。
• (t_{f})：关断下降时间为60 - 130ns。

4.3.5 漏源二极管特性

• (I_{S})：最大连续漏源二极管正向电流为20A，最大脉冲漏源二极管正向电流为80A。
• (V_{SD})：漏源二极管正向电压，(V{GS}=0V)、(I{SD}=20A)时为1.5V。
• (t_{rr})：反向恢复时间，(V{GS}=0V)、(I{SD}=20A)、(dI_{F}/dt = 100A/μs)时为154ns。
• (Q_{rr})：反向恢复电荷为0.5μC。

五、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、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、电容特性、转移特性、体二极管正向电压随源极电流和温度的变化、栅极电荷特性、击穿电压随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流、无钳位电感开关能力、瞬态热响应曲线等。这些特性图有助于工程师更直观地了解该MOSFET在不同工作条件下的性能表现。

六、封装与订购信息

FDB20N50F采用D2 - PAK封装，包装方式为卷带包装，卷盘尺寸330mm，胶带宽度24mm，每卷数量800个。

七、注意事项

7.1 产品变更

ON Semiconductor保留对产品进行更改的权利，且无需另行通知。所以大家在使用时要及时关注产品的最新信息。

7.2 应用限制

该产品不适合用于生命支持系统、FDA Class 3医疗设备或类似分类的医疗设备以及人体植入设备。若买家将其用于非预期或未经授权的应用，需承担相应责任。

7.3 反假冒政策

Fairchild Semiconductor采取了严格的反假冒措施，建议大家从Fairchild或其授权经销商处购买产品，以确保产品质量和可追溯性。

7.4 产品状态定义

不同的数据表标识对应不同的产品状态，如提前信息表示产品处于设计阶段，规格可能随时更改；初步表示首次生产，后续可能会补充数据；无标识表示全面生产，但仍可能改进设计；过时表示产品已停产，数据表仅供参考。

大家在使用FDB20N50F MOSFET时，要充分了解其各项特性和注意事项，根据实际应用需求进行合理设计，以确保系统的稳定性和可靠性。你在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。