Onsemi FCH041N65EFL4 MOSFET：高电压应用的理想之选

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET 是不可或缺的关键元件。今天，我们来深入探讨 Onsemi 的 FCH041N65EFL4 N 沟道 MOSFET，它属于 SUPERFET II 系列，具有出色的性能，适用于多种高电压开关电源应用。

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产品概述

FCH041N65EFL4 是 Onsemi 全新的高压超结（SJ）MOSFET 家族成员，采用了电荷平衡技术，实现了低导通电阻和低栅极电荷的优异性能。这种技术不仅能有效降低传导损耗，还具备卓越的开关性能、dv/dt 速率和更高的雪崩能量，使其成为 PFC、服务器/电信电源、FPD TV 电源、ATX 电源和工业电源等开关电源应用的理想选择。此外，其优化的体二极管反向恢复性能可以减少额外元件的使用，提高系统的可靠性。

产品特性

低导通电阻

典型的 (R{DS(on)}) 为 36 mΩ，在 (V{GS}=10 V) 时，最大 (R_{DS(on)}) 为 41 mΩ，能有效降低导通损耗，提高电源效率。

高耐压能力

在 (T_{J}=150^{circ}C) 时，耐压可达 700 V，能适应高电压应用环境。

超低栅极电荷

典型的 (Q_{g}=229 nC)，有助于减少开关损耗，提高开关速度。

低有效输出电容

典型的 (C_{oss(eff.)}=631 pF)，可降低开关过程中的能量损耗。

100% 雪崩测试

保证了产品在雪崩情况下的可靠性和稳定性。

环保特性

这些器件无铅且符合 RoHS 标准，符合环保要求。

应用领域

• AC - DC 电源：适用于 LCD/LED/PDP TV 等设备的电源供应。
• 太阳能逆变器：为太阳能发电系统提供高效的功率转换。
• 电信/服务器电源：满足电信和服务器设备对电源稳定性和效率的要求。

绝对最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	650	V
栅源电压	(V_{GSS})	±20（DC），±30（AC，f > 1 Hz）	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	76	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	48.1	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	228	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	2025	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	15	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	5.95	mJ
MOSFET dv/dt	(dv/dt)	100	V/ns
峰值二极管恢复 dv/dt	-	50	-
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	595	W
25°C 以上降额系数	-	4.76	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

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（(B_{VDS})）：在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=10 mA)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 650 V，(T{J}=150^{circ}C) 时为 700 V。
• 零栅压漏极电流（(I_{DSS})）：在 (V{DS}=650 V)，(V{GS}=0 V) 时为 10 μA；在 (V{DS}=520 V)，(T{C}=125^{circ}C) 时为 145 μA。
• 栅体泄漏电流（(I_{GSS})）：在 (V{GS}=±20 V)，(V{DS}=0 V) 时为 ±100 nA。

导通特性

• 栅极阈值电压（(V_{GS(th)})）：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=7.6 mA) 时，最小值为 3 V，最大值为 5 V。
• 静态漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）：在 (V{GS}=10 V)，(I{D}=38 A) 时，典型值为 36 mΩ，最大值为 41 mΩ。
• 正向跨导（(g_{FS})）：在 (V{DS}=20 V)，(I{D}=38 A) 时，典型值为 71.7 S。

动态特性

• 输入电容（(C_{iss})）：在 (V{DS}=100 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时，典型值为 9446 pF，最大值为 12560 pF。
• 输出电容（(C_{oss})）：在 (V{DS}=100 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时，典型值为 366 pF，最大值为 490 pF；在 (V{DS}=380 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时，典型值为 197 pF。
• 反向传输电容（(C_{rss})）：典型值为 35 pF。
• 有效输出电容（(C_{oss(eff.)})）：在 (V{DS}=0 V) 至 400 V，(V{GS}=0 V) 时，典型值为 631 pF。
• 总栅极电荷（(Q_{g(tot)})）：在 (V{DS}=380 V)，(I{D}=38 A)，(V_{GS}=10 V) 时，典型值为 229 nC，最大值为 298 nC。
• 栅源栅极电荷（(Q_{gs})）：典型值为 50 nC。
• 栅漏“米勒”电荷（(Q_{gd})）：典型值为 90 nC。
• 等效串联电阻（(ESR)）：在 (f = 1 MHz) 时，典型值为 0.6 Ω。

开关特性

• 导通延迟时间（(t_{d(on)})）：在 (V{DD}=380 V)，(I{D}=38 A)，(V{GS}=10 V)，(R{g}=4.7 Ω) 时，典型值为 55 ns，最大值为 120 ns。
• 导通上升时间（(t_{r})）：典型值为 25 ns，最大值为 60 ns。
• 关断延迟时间（(t_{d(off)})）：典型值为 169 ns，最大值为 348 ns。
• 关断下降时间（(t_{f})）：典型值为 18 ns，最大值为 46 ns。

漏源二极管特性

• 最大连续源漏二极管正向电流（(I_{S})）：76 A。
• 最大脉冲漏源二极管正向电流（(I_{SM})）：228 A。
• 漏源二极管正向电压（(V_{SD})）：在 (V{GS}=0 V)，(I{SD}=38 A) 时，典型值为 1.2 V。
• 反向恢复时间（(t_{rr})）：在 (V{GS}=0 V)，(I{SD}=38 A)，(di/dt = 100 A/μs) 时，典型值为 207 ns。
• 反向恢复电荷（(Q_{rr})）：典型值为 1.5 μC。

典型特性曲线

文档中还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、瞬态热响应曲线以及各种测试电路和波形等。这些曲线有助于工程师更好地了解器件的性能和工作特性，从而进行更优化的设计。

封装信息

FCH041N65EFL4 采用 TO - 247 - 4LD 封装（CASE 340CJ），其具体尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.80	5.00	5.20
A1	2.10	2.40	2.70
A2	1.80	2.00	2.20
b	1.07	1.20	1.33
b1	1.20	1.40	1.60
b2	2.02	2.22	2.42
C	0.50	0.60	0.70
D	22.34	22.54	22.74
D1	16.00	16.25	16.50
D2	0.97	1.17	1.37
e	2.54 BSC	-	-
e1	5.08 BSC	-	-
E	15.40	15.60	15.80
E1	12.80	13.00	13.20
E/2	4.80	5.00	5.20
L	18.22	18.42	18.62
L1	2.42	2.62	2.82
p	3.40	3.60	3.80
p1	6.60	6.80	7.00
Q	5.97	6.17	6.37
S	5.97	6.17	6.37

总结

Onsemi 的 FCH041N65EFL4 MOSFET 凭借其出色的性能和特性，为高电压开关电源应用提供了可靠的解决方案。工程师在设计过程中，可以根据具体的应用需求，结合其电气特性和典型特性曲线，合理选择和使用该器件，以实现高效、稳定的电源设计。大家在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的选型难题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。