探索 onsemi FQA24N60 N - 通道 QFET：高性能 MOSFET 的深度剖析

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是不可或缺的重要元件。今天，我们将深入探讨 onsemi 公司的 FQA24N60 N - 通道 QFET，一款在开关电源、有源功率因数校正（PFC）和电子灯镇流器等应用中表现出色的 MOSFET。

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产品概述

FQA24N60 是一款 N - 通道增强型功率 MOSFET，采用 onsemi 专有的平面条纹和 DMOS 技术制造。这种先进的 MOSFET 技术经过精心设计，旨在降低导通电阻，提供卓越的开关性能和高雪崩能量强度。

关键特性

电气性能

• 高耐压与大电流：能够承受 600V 的漏源电压（(V{DSS})），连续漏极电流（(I{D})）在 (T{C}=25^{circ}C) 时可达 23.5A，在 (T{C}=100^{circ}C) 时为 14.9A，脉冲漏极电流（(I_{DM})）更是高达 94A。这使得它在高功率应用中表现出色。
• 低导通电阻：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=11.8A) 的条件下，静态漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）最大为 240mΩ，典型值为 180mΩ，有效降低了功率损耗。
• 低栅极电荷：典型栅极电荷（(Q_{g})）为 110nC，有助于减少开关损耗，提高开关速度。
• 低反向传输电容：反向传输电容（(C_{rss})）典型值为 56pF，可降低米勒效应的影响，提升开关性能。

雪崩特性

• 高雪崩能量：单脉冲雪崩能量（(E{AS})）为 1300mJ，重复雪崩能量（(E{AR})）为 31mJ，并且经过 100% 雪崩测试，确保了器件在恶劣环境下的可靠性。

热特性

• 低热阻：结到外壳的热阻（(R{θJC})）最大为 0.4°C/W，结到环境的热阻（(R{θJA})）最大为 40°C/W，有利于热量的散发，保证器件在高温环境下稳定工作。

绝对最大额定值

在使用 FQA24N60 时，必须严格遵守其绝对最大额定值，以避免器件损坏。以下是一些重要的额定值：	参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	600	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	23.5	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	14.9	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	94	A
栅源电压	(V_{GSS})	±30	V
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	1300	mJ
雪崩电流	(I_{AR})	23.5	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	31	mJ
峰值二极管恢复 (dv/dt)	(dv/dt)	4.5	V/ns
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	310	W
功率耗散降额（(T_{C}gt25^{circ}C)）	(P_{D})	2.5	W/°C
工作和存储温度范围	(T{J},T{STG})	-55 至 +150	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8”，5 秒）	(T_{L})	300	°C

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（(BVDSS)）：在 (V{GS}=0V)、(I{D}=250mu A) 的条件下，最小值为 600V。
• 击穿电压温度系数（(Delta BV_{DSS}) ATJ）：在 (I_{D}=250mu A) 时，典型值为 0.6V/°C。
• 零栅压漏极电流（(I_{DSS})）：在 (V{DS}=600V)、(V{GS}=0V) 时，最大值为 10μA；在 (V{DS}=480V)、(T{C}=125^{circ}C) 时，最大值为 100μA。
• 栅体正向和反向泄漏电流（(I{GSSF}) 和 (I{GSSR})）：在 (V{GS}=pm30V)、(V{DS}=0V) 时，最大值为 ±100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压（(V_{GS(th)})）：在 (V{DS}=V{GS})、(I_{D}=250mu A) 的条件下，最小值为 3.0V，最大值为 5.0V。
• 静态漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=11.8A) 时，典型值为 0.18Ω，最大值为 0.24Ω。
• 正向跨导（(g_{fs})）：在 (V{DS}=50V)、(I{D}=11.8A) 时，典型值为 22.5S。

动态特性

• 输入电容（(C_{iss})）：在 (V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1.0MHz) 的条件下，典型值为 4200pF，最大值为 5500pF。
• 输出电容（(C_{oss})）：典型值为 550pF，最大值为 720pF。
• 反向传输电容（(C_{rss})）：典型值为 56pF，最大值为 75pF。

开关特性

• 导通延迟时间（(t_{d(on)})）：在 (V{DD}=300V)、(I{D}=23.5A)、(R_{G}=25Ω) 的条件下，典型值为 90ns，最大值为 190ns。
• 导通上升时间（(t_{r})）：典型值为 270ns，最大值为 550ns。
• 关断延迟时间（(t_{d(off)})）：典型值为 200ns，最大值为 410ns。
• 关断下降时间（(t_{f})）：典型值为 170ns，最大值为 350ns。
• 总栅极电荷（(Q_{g})）：在 (V{DS}=480V)、(I{D}=23.5A)、(V_{GS}=10V) 的条件下，典型值为 110nC，最大值为 145nC。
• 栅源电荷（(Q_{gs})）：典型值为 25nC。
• 栅漏电荷（(Q_{gd})）：典型值为 53nC。

漏源二极管特性

• 最大连续漏源二极管正向电流（(I_{S})）：为 23.5A。
• 最大脉冲漏源二极管正向电流（(I_{SM})）：为 94A。
• 漏源二极管正向电压（(V_{SD})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=23.5A) 时，典型值为 1.4V。
• 反向恢复时间（(t_{rr})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=23.5A)、(dl_{F}/dt = 100A/mu s) 的条件下，为 470ns。
• 反向恢复电荷（(Q_{rr})）：为 6.2μC。

典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，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、最大漏极电流与外壳温度的关系、瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师更好地了解器件的性能，在设计电路时做出更准确的决策。

封装信息

FQA24N60 采用 TO - 3P - 3L（无铅）封装，每管包装 450 个单元。这种封装具有良好的散热性能，适合高功率应用。

应用建议

在使用 FQA24N60 进行电路设计时，工程师需要注意以下几点：

• 散热设计：由于器件在工作过程中会产生热量，因此需要合理设计散热系统，确保器件的工作温度在允许范围内。
• 驱动电路设计：选择合适的驱动电路，以满足器件的栅极电荷要求，保证开关速度和效率。
• 保护电路设计：为了防止器件在异常情况下损坏，建议设计过压、过流保护电路。

总之，onsemi 的 FQA24N60 N - 通道 QFET 是一款性能卓越的 MOSFET，具有高耐压、大电流、低导通电阻、低栅极电荷等优点，适用于多种高功率应用。希望本文对电子工程师在选择和使用该器件时有所帮助。你在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的问题？你是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。