解析FCH104N60F-F085：一款高性能N沟道MOSFET

在电子设计领域，MOSFET作为关键的功率开关器件，其性能优劣直接影响着电路的效率和稳定性。今天，我们就来深入剖析一款来自安森美（ON Semiconductor）的高性能N沟道MOSFET——FCH104N60F-F085。

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产品概述

FCH104N60F-F085属于安森美全新的SUPERFET® II系列，这是采用了电荷平衡技术的高压超结（SJ）MOSFET家族。该技术使得这款MOSFET具备出色的低导通电阻和低栅极电荷性能，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。因此，它非常适合软开关和硬开关拓扑，如高压全桥和半桥DC - DC、交错式升压PFC以及用于HEV - EV汽车的升压PFC等应用。

此外，SUPERFET II FRFET® MOSFET优化了体二极管的反向恢复性能，这一特性可以减少额外的组件，提高系统的可靠性。

关键特性

电气特性

• 导通电阻：在(V{GS}=10V)，(I{D}=18.5A)的条件下，典型的(R_{DS(on)} = 91mΩ)。较低的导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗更小，能够提高电路的效率。
• 栅极电荷：在相同条件下，典型的(Q_{g(tot)} = 109nC)。低栅极电荷可以减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度。
• 雪崩能力：具备UIS（非钳位感性开关）能力，单脉冲雪崩额定值（EAS）为809mJ，这使得它在应对感性负载时更加可靠。

其他特性

• 符合标准：该器件符合AEC Q101标准，具备PPAP能力，适用于汽车级应用。
• 环保特性：产品无铅且符合RoHS标准，满足环保要求。

应用领域

• 汽车车载充电器：在汽车充电系统中，需要高效、可靠的功率开关器件来实现电能的转换和控制。FCH104N60F-F085的高性能特性使其能够满足汽车车载充电器的严格要求。
• 混合动力汽车（HEV）的DC/DC转换器：在HEV的电力系统中，DC/DC转换器起着至关重要的作用。这款MOSFET的低损耗和高可靠性可以提高转换器的效率和稳定性。

技术参数

最大额定值

参数	额定值	单位
(V_{DSS})（漏源电压）	600	V
(V_{GS})（栅源电压）	±20	V
(I_{D})（连续漏极电流）	(T{C}=25°C)时为37A，(T{C}=100°C)时为24A	A
(E_{AS})（单脉冲雪崩额定值）	809	mJ
(dv/dt)（MOSFET dv/dt）	100	V/ns
(P_{D})（功率耗散）	357	W
(T{J}, T{STG})（工作和存储温度）	-55 至 +150	°C

电气特性

关断特性

• (B{V{DSS}})（漏源击穿电压）：(V{GS}=0V)，(I{D}=250μA)时，最小值为600V。
• (I_{DSS})（漏源泄漏电流）：(V{DS}=600V)，(V{GS}=0V)，(T{J}=25°C)时为10μA；(T{J}=150°C)时为1mA。
• (I_{GSS})（栅源泄漏电流）：(V_{GS}=±20V)时为±100nA。

导通特性

在(V{GS}=10V)，(I{D}=18.5A)，(T{J}=25°C)的条件下，(R{DS(on)})典型值为91mΩ，最大值为275mΩ。

动态特性

• (C_{iss})（输入电容）：(V{DS}=100V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz)时为4302pF。
• (C_{oss})（输出电容）：为134pF。
• (C_{rss})（反向传输电容）：为1.7pF。
• (R_{g})（栅极电阻）：(f = 1MHz)时为0.49Ω。

开关特性

• (t_{on})（导通时间）：(V{DD}=380V)，(I{D}=18.5A)，(V{GS}=10V)，(R{G}=4.7Ω)时，典型值为58ns，最大值为78ns。
• (t_{d(on)})（导通延迟时间）：典型值为35ns。
• (t_{r})（上升时间）：为23ns。
• (t_{d(off)})（关断延迟时间）：典型值为94ns。
• (t_{f})（下降时间）：典型值为5ns。
• (t_{off})（关断时间）：典型值为98ns，最大值为131ns。

漏源二极管特性

• (V_{SD})（源漏二极管电压）：(I{SD}=18.5A)，(V{GS}=0V)时为1.2V。
• (T_{rr})（反向恢复时间）：(I{F}=18.5A)，(dI{SD}/dt = 100A/μs)，(V_{DD}=480V)时为162ns。
• (Q_{rr})（反向恢复电荷）：为1223nC。

典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，这些曲线直观地展示了该MOSFET在不同条件下的性能表现，例如：

• 归一化功率耗散与壳温的关系：随着壳温的升高，功率耗散会相应降低。
• 最大连续漏极电流与壳温的关系：温度升高时，最大连续漏极电流会减小。

这些曲线对于工程师在设计电路时，合理选择工作条件和评估器件性能非常有帮助。

封装与订购信息

FCH104N60F-F085采用TO - 247封装，这是一种常见的功率器件封装形式，具有良好的散热性能。其器件标记为FCH104N60F，具体的订购和发货信息可参考数据手册的第2页。

总结

FCH104N60F-F085作为一款高性能的N沟道MOSFET，凭借其出色的电气性能、优化的体二极管反向恢复性能以及符合汽车级标准等特点，在汽车电子和其他高压应用领域具有广阔的应用前景。电子工程师在设计相关电路时，可以充分考虑这款MOSFET的优势，以提高电路的效率和可靠性。

你在使用这款MOSFET的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。