探索 onsemi FQPF13N50CF N 沟道 MOSFET 的卓越性能

在电子工程师的日常工作中，MOSFET 作为一种关键的半导体器件，广泛应用于各类电路设计中。今天，我们就来深入探讨 onsemi 公司推出的 FQPF13N50CF N 沟道增强型功率 MOSFET，看看它有哪些独特之处。

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产品概述

FQPF13N50CF 采用了 onsemi 专有的平面条纹和 DMOS 技术。这种先进的 MOSFET 技术经过特别优化，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）以及电子灯镇流器等应用场景。

关键参数与特性

基本参数

• 电压与电流：该 MOSFET 的漏源电压（VDS）可达 500V，连续漏极电流（ID）在 (T_C = 25^{circ}C) 时为 13A，在 (T_C = 100^{circ}C) 时为 8A，脉冲漏极电流（IDM）高达 52A。
• 导通电阻：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=6.5A) 的条件下，静态漏源导通电阻 (R_{DS(on)}) 最大为 540mΩ。

特性优势

• 低栅极电荷：典型值为 43nC，这有助于减少开关损耗，提高开关速度。
• 低 (C_{rss})：典型值为 20pF，可降低米勒效应，改善开关性能。
• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，保证了器件在雪崩情况下的可靠性。
• 环保合规：该器件为无铅产品，符合 RoHS 标准。

绝对最大额定值

在使用 FQPF13N50CF 时，我们需要关注其绝对最大额定值，以确保器件的安全运行。以下是一些重要的额定值参数：	符号	参数	值	单位
(V_{DSS})	漏源电压	500	V
(I_D)	连续漏极电流（(T_C = 25^{circ}C)）	13	A
(I_D)	连续漏极电流（(T_C = 100^{circ}C)）	8	A
(I_{DM})	脉冲漏极电流	52	A
(V_{GSS})	栅源电压	±30	V
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	530	mJ
(I_{AR})	雪崩电流	13	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	19.5	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复 (dv/dt)	4.5	V/ns
(P_D)	功率耗散（(T_C = 25^{circ}C)）	48	W
(P_D)	25°C 以上降额	0.39	W/°C
(TJ, T{STG})	工作和存储温度范围	-55 至 +150	°C
(T_L)	焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8″，5 秒）	300	°C

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。如果超过这些限制，不能保证器件的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。

热特性与电气特性

热特性

• 热阻：结到外壳的热阻 (R{JC}) 最大为 2.58°C/W，结到环境的热阻 (R{JA}) 最大为 62.5°C/W。良好的热特性有助于器件在工作过程中有效地散热，保证其稳定性。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压 (B_{V_DSS})：在 (ID = 250mu A)、(V{GS} = 0V) 时，最小值为 500V。
• 击穿电压温度系数：在 (I_D = 250mu A) 时，相对于 25°C 为 0.5V/°C。
• 零栅压漏极电流 (I_{DSS})：在 (V{DS} = 500V)、(V{GS} = 0V) 时，最大值为 10μA；在 (V_{DS} = 400V)、(T_C = 125^{circ}C) 时，最大值为 100μA。
• 栅体泄漏电流 (I{GSSF}) 和 (I{GSSR})：正向和反向栅体泄漏电流在 (V{GS} = ±30V)、(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) 时，范围为 2.0 - 4.0V。
• 静态漏源导通电阻 (R_{DS(on)})：在 (V_{GS} = 10V)、(I_D = 6.5A) 时，典型值为 0.43Ω，最大值为 0.54Ω。
• 正向跨导 (g_{FS})：在 (V_{DS} = 40V)、(I_D = 6.5A) 时，典型值为 15S。

动态特性

• 输入电容 (C_{iss})：在 (V{DS} = 25V)、(V{GS} = 0V)、(f = 1.0MHz) 时，范围为 1580 - 2055pF。
• 输出电容 (C_{oss})：范围为 180 - 235pF。
• 反向传输电容 (C_{rss})：范围为 20 - 25pF。

开关特性

• 导通延迟时间 (t_{d(on)})：在 (V_{DD} = 250V)、(I_D = 13A)、(R_G = 25Omega) 时，范围为 25 - 60ns。
• 导通上升时间 (t_r)：范围为 100 - 210ns。
• 关断延迟时间 (t_{d(off)})：范围为 130 - 270ns。
• 关断下降时间 (t_f)：范围为 100 - 210ns。
• 总栅极电荷 (Q_g)：在 (V_{DS} = 400V)、(ID = 13A)、(V{GS} = 10V) 时，范围为 43 - 56nC。
• 栅源电荷 (Q_{gs})：典型值为 7.5nC。
• 栅漏电荷 (Q_{gd})：典型值为 18.5nC。

漏源二极管特性

• 最大连续漏源二极管正向电流 (I_S)：最大值为 13A。
• 最大脉冲漏源二极管正向电流 (I_{SM})：最大值为 52A。
• 漏源二极管正向电压 (V_{SD})：在 (V_{GS} = 0V)、(I_S = 13A) 时，为 1.4V。
• 反向恢复时间 (t_{rr})：在 (V_{GS} = 0V)、(I_S = 13A)、(dI_F/dt = 100A/mu s) 时，范围为 100 - 160ns。
• 反向恢复电荷 (Q_{rr})：典型值为 0.35μC。

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条件下的性能表现，从而进行更合理的电路设计。

封装与订购信息

FQPF13N50CF 采用 TO - 220F（无铅）封装，每管装 1000 个。在进行 PCB 设计时，我们需要根据其封装尺寸进行布局，确保引脚的连接和散热设计合理。其封装尺寸如下：	DIM	毫米（最小值）	毫米（标称值）	毫米（最大值）
A	4.50	4.70	4.90
A1	2.56	2.76	2.96
A2	2.34	2.54	2.74
b	0.70	0.80	0.90
b2	2	2	1.47
C	0.45	0.50	0.60
D	15.67	15.87	16.07
D1	15.60	15.80	16.00
E	9.96	10.16	10.36
e	2.34	2.54	2.74
F	2	0.84	2
H1	6.48	6.68	6.88
L	12.78	12.98	13.18
L1	3.03	3.23	3.43
P Q	2.98	3.18	3.38
P1 0	N	1.00	2
Q	3.20	3.30	3.40

总结

onsemi 的 FQPF13N50CF N 沟道 MOSFET 凭借其低导通电阻、卓越的开关性能和高雪崩能量强度等优势，在开关模式电源、PFC 和电子灯镇流器等应用中具有很大的潜力。作为电子工程师，我们在设计电路时，需要充分考虑其各项参数和特性，合理选择和使用该器件，以确保电路的性能和可靠性。同时，也要注意其绝对最大额定值，避免因超过限制而损坏器件。大家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和见解。