探索 onsemi UniFET N 溝道 MOSFET:FDA16N50 - F109 的卓越性能與應用
引言
在電子工程領域,MOSFET(金屬 - 氧化物 - 半導體場效應晶體管)是電源轉換和開關電路中不可或缺的元件。今天,我們來深入了解 onsemi 推出的 UniFET 系列中的一款 N 溝道 MOSFET——FDA16N50 - F109。這款 MOSFET 具備哪些獨特的特性,又能應用于哪些場景呢?讓我們一探究竟。
文件下載:FDA16N50_F109-D.PDF
產品概述
技術基礎
UniFET MOSFET 是基于平面條紋和 DMOS 技術的高壓 MOSFET 系列。這種技術的應用使得該 MOSFET 能夠有效降低導通電阻,同時提供更出色的開關性能和更高的雪崩能量強度。
目標應用
該系列適用于多種開關電源轉換器應用,如功率因數校正(PFC)、平板顯示(FPD)電視電源、ATX 電源以及電子燈鎮流器等。
產品特性
電氣特性
| 參數 | 數值 | 說明 |
|---|---|---|
| (R_{DS(on)}) | 380 mΩ(最大值)@ (V{GS}=10 V),(I{D}=8.3 A) | 較低的導通電阻,可減少功率損耗 |
| 柵極電荷 (Q_g) | 典型值 32 nC | 低柵極電荷有助于快速開關,提高效率 |
| 反向傳輸電容 (C_{rss}) | 典型值 20 pF | 低 (C_{rss}) 可降低開關損耗 |
其他特性
- 雪崩測試:經過 100% 雪崩測試,確保在雪崩情況下的可靠性。
- 無鉛設計:符合環保要求。
關鍵參數與應用
關鍵參數
| 參數 | 數值 |
|---|---|
| 漏源電壓 (V_{DS}) | 500 V |
| 連續漏極電流 (I_{D}) | 25°C 時為 16.5 A,100°C 時為 9.9 A |
| 脈沖漏極電流 (I_{DM}) | 66 A |
| 柵源電壓 (V_{GSS}) | ± 30 V |
| 單脈沖雪崩能量 (E_{AS}) | 780 mJ |
| 雪崩電流 (I_{AR}) | 16.5 A |
| 重復雪崩能量 (E_{AR}) | 20.5 mJ |
| 峰值二極管恢復 (dv/dt) | 4.5 V/ns |
| 功率耗散 (P_{D}) | 25°C 時為 205 W,25°C 以上降額系數為 2.1 W/°C |
| 工作和儲存溫度范圍 (T{J}),(T{STG}) | -55 至 +150°C |
應用場景
- PDP 電視:為電視的電源系統提供高效穩定的功率轉換。
- 不間斷電源(UPS):在市電中斷時,確保設備的正常供電。
典型特性曲線分析
導通區域特性(圖 1)
展示了不同柵源電壓下,漏極電流與漏源電壓的關系。通過該曲線,工程師可以了解 MOSFET 在不同工作條件下的導通特性,從而優化電路設計。
轉移特性(圖 2)
體現了漏極電流與柵源電壓的關系。這對于確定 MOSFET 的閾值電壓和放大倍數非常重要。
導通電阻變化特性(圖 3)
顯示了導通電阻隨漏極電流和柵源電壓的變化情況。工程師可以根據實際需求,選擇合適的工作點,以降低導通損耗。
體二極管正向電壓變化特性(圖 4)
反映了體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化。在設計電路時,需要考慮體二極管的特性,以確保電路的穩定性。
電容特性(圖 5)
展示了輸入電容 (C{iss})、輸出電容 (C{oss}) 和反向傳輸電容 (C_{rss}) 與漏源電壓的關系。這些電容參數會影響 MOSFET 的開關速度和損耗,因此在設計高速開關電路時需要重點關注。
柵極電荷特性(圖 6)
體現了總柵極電荷 (Q_g) 與柵源電壓的關系。低柵極電荷有助于提高開關速度,降低開關損耗。
測試電路與波形
文檔中還提供了多種測試電路和波形圖,如柵極電荷測試電路(圖 12)、電阻性開關測試電路(圖 13)、非鉗位電感開關測試電路(圖 14)和峰值二極管恢復 (dv/dt) 測試電路(圖 15)。這些測試電路和波形圖可以幫助工程師更好地理解 MOSFET 的工作原理和性能,從而進行準確的電路設計和調試。
機械封裝
FDA16N50 - F109 采用 TO - 3P - 3LD 封裝,符合 EIAJ SC - 65 標準,具有隔離特性。封裝尺寸的詳細信息有助于工程師在 PCB 設計時進行合理的布局。
總結與思考
onsemi 的 FDA16N50 - F109 MOSFET 憑借其低導通電阻、低柵極電荷、高雪崩能量強度等特性,在開關電源轉換器領域具有廣泛的應用前景。作為電子工程師,我們在設計電路時,需要根據具體的應用需求,綜合考慮 MOSFET 的各項參數和特性,以實現電路的高效、穩定運行。同時,我們也可以思考如何進一步優化電路設計,充分發揮這款 MOSFET 的優勢。你在實際應用中是否遇到過類似的 MOSFET 選擇和設計問題呢?歡迎在評論區分享你的經驗和見解。
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