Onsemi FCPF7N60與FCP7N60 MOSFET深度解析

作為電子工程師，在設計開關電源等電路時，MOSFET的選擇至關重要。今天我們就來深入了解一下Onsemi的FCPF7N60與FCP7N60這兩款N溝道SUPERFET MOSFET。

文件下載：FCPF7N60-D.pdf

一、產品概述

SUPERFET MOSFET是Onsemi第一代高壓超結（SJ）MOSFET家族產品，采用了電荷平衡技術，具備出色的低導通電阻和低柵極電荷性能。該技術旨在最大程度減少傳導損耗，提供卓越的開關性能、dv/dt速率和更高的雪崩能量。因此，它非常適合用于功率因數校正（PFC）、服務器/電信電源、平板電視電源、ATX電源和工業電源等開關電源應用。

二、產品特性

電氣特性

• 耐壓與電流：在$T_{J}=150^{circ}C$時，耐壓可達650V；連續漏極電流$I_D$在$T_C = 25^{circ}C$時為7A ，$TC = 100^{circ}C$時為4.4A，脈沖漏極電流$I{DM}$可達21A。
• 導通電阻：典型導通電阻$R_{DS(on)} = 530 mOmega$，能有效降低導通損耗。
• 柵極電荷：超低柵極電荷，典型值$Q_{g}=23 nC$，有助于降低驅動損耗，提高開關速度。
• 輸出電容：低有效輸出電容，典型值$C_{oss(eff.) }=60 pF$ ，可減少開關過程中的能量損耗。

可靠性

• 雪崩測試：經過100%雪崩測試，能在雪崩狀態下保持穩定，提高了產品的可靠性。
• 環保標準：這些器件為無鉛產品，符合RoHS標準，滿足環保要求。

三、應用領域

• 顯示設備：適用于LCD/LED/PDP電視等，為其電源部分提供高效穩定的開關控制。
• 太陽能逆變器：在太陽能逆變器中，能夠實現高效的功率轉換，提高能源利用效率。
• AC - DC電源：可用于各種AC - DC電源，確保電源的穩定輸出。

四、封裝與標識

封裝形式

FCPF7N60采用TO - 220 - 3 FullPak封裝，FCP7N60采用TO - 220 - 3封裝，均為1000單位/管的包裝形式。

標識說明

五、性能參數

最大額定值

電氣特性

截止特性

• 漏源擊穿電壓$B_{VDS}$：$V_{GS}=0 V$，$I_D = 250 mu A$，$T_J = 25^{circ}C$時為600V；$T_J = 150^{circ}C$時為650V。
• 擊穿電壓溫度系數$ABV_{DSS}/AT_J$：$I_D = 250 mu A$，參考$25^{circ}C$時為0.6 V/°C。
• 零柵壓漏極電流$I_{loss}$：$V{DS}=600 V$，$V{GS}=0 V$時最大為1$mu A$；$V_{DS}=480 V$，$T_C = 125^{circ}C$時最大為10$mu A$。
• 柵體泄漏電流$I{GSSF}$、$I{GSSR}$：分別在$V{GS}=30 V$和$V{GS}=-30 V$，$V_{DS}=0 V$時，最大為±100 nA。

導通特性

• 柵極閾值電壓$V_{GS(th)}$：$V{DS}=V{GS}$，$I_D = 250 mu A$時，范圍為3.0 - 5.0 V。
• 靜態漏源導通電阻$R_{DS(on)}$：$V_{GS}=10 V$，$I_D = 3.5 A$時，典型值為0.53$Omega$，最大值為0.6$Omega$。
• 正向跨導$g_{FS}$：$V_{DS}=40 V$，$I_D = 3.5A$時，典型值為6 S。

動態特性

• 輸入電容$C_{iss}$：$V{DS}=25 V$，$V{GS}=0 V$，$f = 1 MHz$時，典型值為710 pF，最大值為920 pF。
• 輸出電容$C_{oss}$：不同條件下有不同值，如$V{DS}=25 V$時，典型值為380 pF，最大值為500 pF；$V{DS}=480 V$時，典型值為22 pF，最大值為29 pF。
• 反向傳輸電容$C_{rss}$：典型值為34 pF。
• 有效輸出電容$C_{oss(eff.)}$：$V{DS}=0 V$至400 V，$V{GS}=0 V$時，典型值為60 pF。

開關特性

• 導通延遲時間$t_{d(on)}$：$V_{DD}=300 V$，$ID = 7 A$，$V{GS}=10 V$，$R_g = 25Omega$時，范圍為35 - 80 ns。
• 導通上升時間$t_r$：范圍為55 - 120 ns。
• 關斷延遲時間$t_{d(off)}$：范圍為75 - 160 ns。
• 關斷下降時間$t_f$：范圍為32 - 75 ns。
• 總柵極電荷$Q_g$：$V_{DS}=480 V$，$ID = 7 A$，$V{GS}=10 V$時，范圍為23 - 30 nC。
• 柵源電荷$Q_{gs}$：范圍為4.2 - 5.5 nC。
• 柵漏電荷$Q_{gd}$：典型值為11.5 nC。

漏源二極管特性

• 最大連續漏源二極管正向電流$I_S$：為7 A。
• 最大脈沖漏源二極管正向電流$I_{SM}$：為21 A。
• 漏源二極管正向電壓$V_{SD}$：$V_{GS}=0V$，$I_S = 7A$時為1.4 V。
• 反向恢復時間$t_{rr}$：$V_{GS}=0V$，$I_S = 7 A$，$di/dt = 100 A/mu s$時為360 ns。
• 反向恢復電荷$Q_{rr}$：為4.5$mu C$。

六、典型性能曲線

文檔中給出了一系列典型性能曲線，包括導通區域特性、傳輸特性、導通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化、體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化、電容特性、柵極電荷特性、擊穿電壓隨溫度的變化、導通電阻隨溫度的變化、最大安全工作區、最大漏極電流隨殼溫的變化以及瞬態熱響應曲線等。這些曲線能幫助工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現，從而進行合理的電路設計。

七、機械尺寸

文檔還提供了TO - 220 Fullpack, 3 - Lead / TO - 220F - 3SG和TO - 220 - 3LD兩種封裝的機械尺寸圖及詳細尺寸參數，方便工程師進行PCB布局和散熱設計。

在實際設計中，工程師們需要根據具體的應用需求，綜合考慮這些參數和特性，合理選擇和使用FCPF7N60與FCP7N60 MOSFET。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。