深入解析onsemi FQA24N60 N - Channel MOSFET

在电源设计和功率转换领域，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是至关重要的元件。今天，我们就来深入了解 onsemi 公司的 FQA24N60 N - Channel MOSFET，看看它有哪些特性和优势，以及在实际应用中需要注意的地方。

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产品概述

FQA24N60 是一款 N - Channel 增强型功率 MOSFET，采用了 onsemi 专有的平面条纹和 DMOS 技术。这种先进的 MOSFET 技术经过特别设计，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。它适用于开关模式电源、有源功率因数校正（PFC）和电子灯镇流器等应用。

关键特性

电气性能

• 电流与电压额定值：能够承受 23.5 A 的连续漏极电流（$T_{C}=25^{circ}C$），漏源电压额定值为 600 V。在脉冲条件下，漏极电流可达 94 A。
• 低导通电阻：在 $V{GS}=10 V$、$I{D}=11.8 A$ 时，$R_{DS(on)}$ 最大为 240 mΩ，有助于降低功率损耗。
• 低栅极电荷：典型值为 110 nC，这意味着更快的开关速度和更低的驱动功率需求。
• 低 $C_{rss}$：典型值为 56 pF，有助于减少开关过程中的振荡和电磁干扰。

雪崩特性

该器件经过 100% 雪崩测试，单脉冲雪崩能量为 1300 mJ，重复雪崩能量为 31 mJ，具有良好的抗雪崩能力，能够在恶劣的工作条件下保持稳定。

环保特性

FQA24N60 是无铅产品，符合环保要求。

绝对最大额定值

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
二极管恢复 $dv/dt$ 峰值	$dv/dt$	4.5	V/ns
功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$）	$P_{D}$	310	W
功率耗散降额（$25^{circ}C$ 以上）	$P_{D}$	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

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。

热特性

参数	符号	值	单位
结到外壳热阻（最大）	$R_{θJC}$	0.4	°C/W
外壳到散热片热阻（典型）	$R_{θCS}$	0.24	-
结到环境热阻（最大）	$R_{θJA}$	40	°C/W

在设计散热系统时，需要根据这些热阻参数来确保器件在安全的温度范围内工作。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：$V{GS}=0 V$、$I{D}=250 mu A$ 时，$BVDSS$ 为 600 V。
• 击穿电压温度系数：$I_{D}=250 mu A$ 时，参考 $25^{circ}C$，典型值为 0.6 V/°C。
• 零栅压漏极电流：$V{DS}=600 V$、$V{GS}=0 V$ 时，最大为 10 μA；$V{DS}=480 V$、$T{C}=125^{circ}C$ 时，最大为 100 μA。
• 栅体泄漏电流：正向和反向在 $V{GS}=pm 30 V$、$V{DS}=0 V$ 时，最大为 ± 100 nA。

导通特性

• 栅极阈值电压：$V{DS}=V{GS}$、$I_{D}=250 mu A$ 时，范围为 3.0 - 5.0 V。
• 静态漏源导通电阻：$V{GS}=10 V$、$I{D}=11.8 A$ 时，典型值为 0.18 Ω，最大值为 0.24 Ω。
• 正向跨导：$V{DS}=50 V$、$I{D}=11.8 A$ 时，典型值为 22.5 S。

动态特性

• 输入电容：$V{DS}=25 V$、$V{GS}=0 V$、$f = 1.0 MHz$ 时，典型值为 4200 pF，最大值为 5500 pF。
• 输出电容：典型值为 550 pF，最大值为 720 pF。
• 反向传输电容：典型值为 56 pF，最大值为 75 pF。

开关特性

• 导通延迟时间：$V{DD}=300 V$、$I{D}=23.5 A$、$R_{G}=25 Ω$ 时，典型值为 90 ns，最大值为 190 ns。
• 导通上升时间：典型值为 270 ns，最大值为 550 ns。
• 关断延迟时间：典型值为 200 ns，最大值为 410 ns。
• 关断下降时间：典型值为 170 ns，最大值为 350 ns。
• 总栅极电荷：$V{DS}=480 V$、$I{D}=23.5 A$、$V_{GS}=10 V$ 时，典型值为 110 nC，最大值为 145 nC。
• 栅源电荷：典型值为 25 nC。
• 栅漏电荷：典型值为 53 nC。

漏源二极管特性

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

典型特性曲线

文档中还给出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以及瞬态热响应曲线等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能。

封装信息

FQA24N60 采用 TO - 3P - 3L（无铅）封装，每管装 450 个。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 时，需要注意以下几点：

1. 散热设计：根据热特性参数，合理设计散热系统，确保器件在安全的温度范围内工作。
2. 驱动电路：由于其低栅极电荷特性，可以选择合适的驱动电路来实现快速开关，减少开关损耗。
3. 保护措施：考虑到其雪崩特性，在电路中可以添加适当的保护措施，以防止器件在异常情况下损坏。

总之，onsemi 的 FQA24N60 N - Channel MOSFET 是一款性能优异的功率器件，适用于多种功率转换应用。通过深入了解其特性和参数，工程师可以更好地进行电路设计，提高系统的性能和可靠性。大家在实际应用中有没有遇到过类似 MOSFET 的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。