onsemi FCP20N60与FCPF20N60：N沟道MOSFET的卓越之选

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET器件是电源电路设计里的常见元件。今天我们来深入了解一下安森美（onsemi）推出的两款高性能N沟道MOSFET——FCP20N60和FCPF20N60，看看它们有哪些特点和优势能够满足我们的设计需求。

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产品概述

SuperFET MOSFET是安森美第一代高压超结（SJ）MOSFET系列产品，采用了电荷平衡技术，具备出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种技术旨在最小化传导损耗，提供卓越的开关性能、dv/dt速率和更高的雪崩能量，非常适合用于诸如功率因数校正（PFC）、服务器/电信电源、平板电视电源、ATX电源和工业电源等开关电源应用。

关键特性分析

高电压与电流处理能力

• 耐压能力：两款器件的漏源电压（$V_{DSS}$）均达到600V，能够在较高电压环境下稳定工作。在$T_J = 150^{circ}C$时，还能承受650V的电压，展现出了良好的耐压性能。
• 电流承载能力：连续漏极电流（$I_D$）在$T_C = 25^{circ}C$时可达20A，即使在$TC = 100^{circ}C$时，也能保持12.5A的连续电流。脉冲漏极电流（$I{DM}$）更是高达60A，可以应对瞬间大电流的冲击。

低导通电阻与低栅极电荷

• 低导通电阻：典型的$R_{DS(on)}$仅为150mΩ（最大值190mΩ @ 10V），低导通电阻可以有效降低导通损耗，提高电源效率。比如在一些对效率要求较高的电源设计中，这一特性可以减少能量的浪费，降低发热。
• 超低栅极电荷：典型的$Q_g$仅为75nC ，有助于减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度，从而降低开关损耗，提升电源的整体性能。

低输出电容

低有效输出电容（典型的$C_{oss(eff.)} = 165pF$ ）能够减少开关过程中的电容充放电时间，进一步改善开关性能，降低开关损耗。

可靠性保障

• 雪崩测试：经过100%雪崩测试，具备较高的雪崩能量承受能力。单脉冲雪崩能量（$E{AS}$）可达690mJ，重复雪崩能量（$E{AR}$）为20.8mJ，能够在异常情况下保护器件不被损坏，提高系统的可靠性。
• 环保特性：这些器件符合无铅（Pb-Free）和RoHS标准，满足环保要求。

应用领域

太阳能逆变器

在太阳能逆变器中，需要高效的功率转换和良好的开关性能。FCP20N60和FCPF20N60的低导通电阻和高开关速度能够减少能量损耗，提高逆变器的效率，将太阳能电池板产生的直流电高效地转换为交流电并入电网。

AC - DC 电源

对于AC - DC电源，需要稳定的电压输出和高可靠性。这两款MOSFET的高耐压能力和良好的散热性能可以确保电源在不同负载条件下稳定工作，为电子设备提供稳定的直流电源。

产品参数详情

最大额定值

参数	FCP20N60	FCPF20N60	单位
$V_{DSS}$（漏源电压）	600	600	V
$I_D$（连续漏极电流，$T_C = 25^{circ}C$）	20	20	A
$I_D$（连续漏极电流，$T_C = 100^{circ}C$）	12.5	12.5	A
$I_{DM}$（脉冲漏极电流）	60	60	A
$V_{GSS}$（栅源电压）	30	30	V
$E_{AS}$（单脉冲雪崩能量）	690	690	mJ
$I_{AR}$（雪崩电流）	20	20	A
$E_{AR}$（重复雪崩能量）	20.8	20.8	mJ
$dv/dt$（峰值二极管恢复dv/dt）	4.5	4.5	V/ns
$P_D$（功率耗散，$T_C = 25^{circ}C$）	208	39	W
降额系数（$T_C$ > 25°C）	1.67	0.3	W/°C
$TJ$、$T{STG}$（工作和存储温度范围）	-55 to +150	-55 to +150	°C
$T_L$（焊接时最大引脚温度）	300	300	°C

电气特性

在$T_J = 25^{circ}C$的条件下，有以下关键电气特性：	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
$B_{VDS}$（漏源击穿电压）	$ID = 250mu A$，$V{GS} = 0V$，$T_J = 25^{circ}C$	600	-	-	V
	$ID = 250mu A$，$V{GS} = 0V$，$T_J = 150^{circ}C$	650	-	-	V
	$V_{GS} = 0V$，$I_D = 20A$	700	-	-	V
$V_{GS(th)}$（栅极阈值电压）	$V{DS} = V{GS}$，$I_D = 250mu A$	3.0	-	5.0	V
$R_{DS(on)}$（静态漏源导通电阻）	$V_{GS}= 10V$，$I_D = 10A$	-	0.15	0.19	Ω
$g_{FS}$（正向跨导）	$V_{DS} = 40V$，$I_D = 10A$	-	17	-	S
$C_{iss}$（输入电容）	$V{DS} = 25V$，$V{GS} = 0V$，$f = 1MHz$	-	2370	3080	pF
$C_{oss}$（输出电容）	-	-	1280	1665	pF
$C_{rss}$（反向传输电容）	-	-	95	-	pF
$C_{oss}$（输出电容）	$V{DS} = 480V$，$V{GS} = 0V$，$f = 1MHz$	-	65	85	pF
$C_{oss(eff.)}$（有效输出电容）	$V{DS} = 0V$，$V{GS} = 400V$，$V_{GS} = 0V$	-	165	-	pF
$Q_{g(tot)}$（10V时的总栅极电荷）	$V_{DS} = 480V$，$ID = 20A$，$V{GS} = 10V$	-	75	98	nC
$Q_{gs}$（栅源栅极电荷）	-	13.5	18	nC
$Q_{gd}$（栅漏“米勒”电荷）	-	36	-	nC

封装与订购信息

器件型号	封装形式	包装数量
FCP20N60	TO - 220	1000 Units / Tube
FCPF20N60	TO - 220F	1000 Units / Tube

总结

安森美（onsemi）的FCP20N60和FCPF20N60 N沟道MOSFET凭借其出色的性能和可靠性，在开关电源应用中具有显著的优势。无论是高电压、大电流的处理能力，还是低导通电阻、低栅极电荷和低输出电容等特性，都能帮助电子工程师设计出更高效、更稳定的电源电路。在实际应用中，大家可以根据具体的设计需求和电路要求，合理选择这两款器件。你在使用MOSFET器件时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。