onsemi N沟道UniFET MOSFET：FDP39N20与FDPF39N20的技术剖析

在电子工程师的日常设计中，MOSFET是不可或缺的关键元件。今天，我们聚焦于安森美（onsemi）的两款N沟道UniFET MOSFET——FDP39N20和FDPF39N20，深入剖析它们的特性、参数及应用场景。

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产品概述

UniFET MOSFET是安森美基于平面条纹和DMOS技术打造的高压MOSFET系列。该系列旨在降低导通电阻，同时提供更出色的开关性能和更高的雪崩能量强度。FDP39N20和FDPF39N20适用于多种开关电源转换器应用，如功率因数校正（PFC）、平板显示器（FPD）电视电源、ATX电源和电子灯镇流器等。

产品特性

低导通电阻

在(V{GS}=10V)、(I{D}=19.5A)的条件下，(R_{DS(on)})最大为(66mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗更低，能够提高电源转换效率，减少发热，延长设备使用寿命。

低栅极电荷

典型栅极电荷为(38nC)。低栅极电荷可以降低驱动MOSFET所需的能量，减少开关损耗，提高开关速度，尤其适用于高频开关应用。

低(C_{rss})

典型值为(57pF)。低(C_{rss})有助于降低米勒效应的影响，减少开关过程中的电压尖峰和振荡，提高开关的稳定性和可靠性。

100%雪崩测试

经过100%雪崩测试，表明该器件具有较高的雪崩能量强度，能够承受瞬间的高能量冲击，增强了在恶劣环境下的可靠性。

绝对最大额定值

两款器件在不同参数下的绝对最大额定值如下表所示：	Symbol	Parameter	FDP39N20	FDPF39N20 / FDPF39N20TLDTU	Unit
(V_{DSS})	Drain - Source Voltage	200	200	V
(I_{D})	Drain Current - Continuous ((T_{C}=25^{circ}C))	39	39*	A
(I_{D})	Drain Current - Continuous ((T_{C}=100^{circ}C))	23.4	23.4*	A
(I_{DM})	Drain Current - Pulsed (Note 1)	156	156*	A
(V_{GSS})	Gate - Source Voltage	±30	±30	V
(E_{AS})	Single Pulsed Avalanche Energy (Note 2)	860	860	mJ
(I_{AR})	Avalanche Current (Note 1)	39	39	A
(E_{AR})	Repetitive Avalanche Energy (Note 1)	25.1	25.1	mJ
(dv/dt)	Peak Diode Recovery dv/dt (Note 3)	4.5	4.5	V/ns
(P_{D})	Power Dissipation ((T_{C}=25^{circ}C))	251	37	W
(P_{D})	Power Dissipation - Derate Above (25^{circ}C)	2.0	0.29	(W/^{circ}C)
(T{J}, T{STG})	Operating and Storage Temperature Range	-55 to +150	-55 to +150	(^{circ}C)
(T_{L})	Maximum Lead Temperature for Soldering, 1/8” from Case for 5 Seconds	300	300	(^{circ}C)

需要注意的是，超过这些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

静态特性

• 击穿电压：(BVDSS)在(V{GS}=0V)、(I{D}=250mu A)时为(200V)，确保了器件在高压环境下的稳定性。
• 阈值电压：(V_{GS(th)})典型值为(3.0V)，这是MOSFET开始导通的临界栅源电压。
• 导通电阻：(R_{DS(on)})典型值为(0.056Omega)，低导通电阻可降低导通损耗。

  动态特性

• 输入电容：(C{iss})在(V{DS}=25V)、(V_{GS}=0V)、(f = 1.0MHz)时，典型值为(1640pF)，最大值为(2130pF)。
• 输出电容：(C_{oss})典型值为(400pF)，最大值为(520pF)。
• 反向传输电容：(C_{rss})典型值为(57pF)，最大值为(85pF)。

  开关特性

• 开启延迟时间：(td(on))典型值为(30ns)，最大值为(70ns)。
• 开启上升时间：(tr)典型值为(160ns)，最大值为(330ns)。
• 关断延迟时间：(td(off))典型值为(150ns)，最大值为(310ns)。
• 关断下降时间：(tf)典型值为(150ns)，最大值为(310ns)。
• 总栅极电荷：(Qg)在(V{DS}=160V)、(I{D}=39A)、(V_{GS}=10V)时，典型值为(38nC)，最大值为(49nC)。

典型性能特性

文档中提供了多个典型性能特性曲线，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以及最大安全工作区等。这些曲线有助于工程师在不同工作条件下准确评估器件的性能。

应用场景

FDP39N20和FDPF39N20适用于多种应用场景，如等离子电视（PDP TV）、照明、不间断电源（UPS）和AC - DC电源等。在这些应用中，它们的高性能特性能够满足电源转换的需求，提高系统的效率和可靠性。

封装与订购信息

两款器件提供不同的封装形式，具体如下：	Device	Device Marking	Package	Shipping
FDP39N20	FDP39N20	TO - 220	1000 Units / Tube
FDPF39N20	FDPF39N20	TO - 220F	1000 Units / Tube
FDPF39N20TLDTU	FDPF39N20T	TO - 220F (L - formed)	800 Units / Tube

总结

安森美的FDP39N20和FDPF39N20 N沟道UniFET MOSFET以其低导通电阻、低栅极电荷、低(C_{rss})和高雪崩能量强度等特性，为开关电源转换器应用提供了出色的解决方案。工程师在设计过程中，可以根据具体的应用需求，参考器件的各项参数和典型性能特性，合理选择和使用这两款MOSFET，以实现高效、可靠的电源设计。

在实际应用中，你是否遇到过MOSFET选择和使用方面的挑战？欢迎在评论区分享你的经验和见解。