Onsemi FDP12N60NZ與FDPF12N60NZ MOSFET技術剖析
在電子設計領域,MOSFET作為關鍵的功率器件,其性能的優劣直接影響到整個電路的效率與穩定性。今天我們來深入剖析Onsemi公司的FDP12N60NZ與FDPF12N60NZ這兩款N溝道MOSFET。
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產品概述
這兩款MOSFET屬于Onsemi的UniFET II系列,基于先進的平面條紋和DMOS技術打造。UniFET II系列在平面MOSFET中擁有最小的導通電阻,同時具備出色的開關性能和較高的雪崩能量強度。其內部的柵源ESD二極管使得該系列MOSFET能夠承受超過2 kV的HBM浪涌應力。該系列產品適用于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電源和電子燈鎮流器等。
產品特性
低導通電阻
在(V{GS}=10 V),(I{D}=6 A)的典型條件下,(R_{DS(on)})為530 mΩ,這有助于降低功率損耗,提高電路效率。大家在實際設計中,低導通電阻能帶來哪些具體的優勢呢?
低柵極電荷
典型值為26 nC的低柵極電荷,可減少開關過程中的能量損耗,提高開關速度。
低(C_{rss})
典型值為12 pF的(C_{rss}),有利于降低開關過程中的米勒效應,提升開關性能。
其他特性
- 100%雪崩測試,保證了產品的可靠性。
- 改進的dv/dt能力,增強了器件在高速開關時的穩定性。
- 增強的ESD能力,提高了器件的抗靜電能力。
- 符合RoHS標準,滿足環保要求。
產品參數
最大額定值
| 符號 | 參數 | FDP12N60NZ | FDPF12N60NZ | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| (V_{DSS}) | 漏源電壓 | 600 | 600 | V |
| (V_{GSS}) | 柵源電壓 | ±30 | ±30 | V |
| (I_{D}) | 漏極電流(連續,(T_{C}=25^{circ}C)) | 12 | 12* | A |
| (I_{D}) | 漏極電流(連續,(T_{C}=100^{circ}C)) | 7.2 | 7.2* | A |
| (I_{DM}) | 脈沖漏極電流 | 48 | 48* | A |
| (E_{AS}) | 單脈沖雪崩能量 | 565 | 565 | mJ |
| (I_{AR}) | 雪崩電流 | 12 | 12 | A |
| (E_{AR}) | 重復雪崩能量 | 24 | 24 | mJ |
| (dv/dt) | MOSFET dv/dt魯棒性 | 20 | 20 | V/ns |
| 峰值二極管恢復dv/dt | 10 | 10 | V/ns | |
| (P_{D}) | 功率耗散((T_{C}=25^{circ}C)) | 240 | 39 | W |
| (P_{D}) | 降額系數((T_{C}>25^{circ}C)) | 2.0 | 0.3 | W/°C |
| (T{J},T{STG}) | 工作和存儲溫度范圍 | -55 至 +150 | -55 至 +150 | °C |
| (T_{L}) | 焊接時最大引腳溫度(距外殼1/8",5秒) | 300 | 300 | °C |
需要注意的是,漏極電流受最大結溫限制。
熱特性
| 符號 | 參數 | FDP12N60NZ | FDPF12N60NZ | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| (R_{theta JC}) | 結到外殼熱阻(最大) | 0.52 | 3.2 | °C/W |
| (R_{theta JA}) | 結到環境熱阻(最大) | 62.5 | 62.5 | °C/W |
電氣特性
在(T{J}=25^{circ}C)的條件下,涵蓋了關斷特性、導通特性、動態特性、開關特性和漏源二極管特性等多個方面。例如,關斷特性中的漏源擊穿電壓(B{V DSS})為600 V;導通特性中,(V{GS(th)})(柵極閾值電壓)在3 - 5 V之間,(R{DS(on)})(靜態漏源導通電阻)在典型條件下為0.53 Ω,最大為0.65 Ω。
典型性能特性
導通區域特性
通過圖1可以看到不同柵源電壓下,漏極電流與漏源電壓的關系。這對于我們理解器件在不同工作條件下的導通性能非常有幫助。大家在實際應用中,如何根據這個特性來選擇合適的工作點呢?
轉移特性
圖2展示了在不同溫度下,漏極電流與柵源電壓的關系。溫度對器件的轉移特性有顯著影響,在設計時需要充分考慮。
導通電阻變化特性
圖3和圖8分別展示了導通電阻隨漏極電流、柵源電壓以及溫度的變化關系。了解這些特性有助于我們在不同工況下合理使用器件,降低功率損耗。
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})隨漏源電壓的變化關系。電容特性對開關速度和開關損耗有重要影響。
柵極電荷特性
圖6展示了總柵極電荷隨柵源電壓和漏源電壓的變化關系。低柵極電荷有利于提高開關速度和降低開關損耗。
擊穿電壓變化特性
圖7展示了漏源擊穿電壓隨溫度的變化關系。在高溫環境下,擊穿電壓會發生一定的變化,設計時需要考慮這一因素。
最大安全工作區
圖9和圖10展示了兩款器件的最大安全工作區。在設計電路時,必須確保器件的工作點在安全工作區內,以避免器件損壞。
最大漏極電流與外殼溫度關系
圖11展示了最大漏極電流隨外殼溫度的變化關系。隨著溫度升高,最大漏極電流會降低,這是由于器件的散熱能力和熱穩定性限制。
瞬態熱響應曲線
圖12和圖13分別展示了兩款器件的瞬態熱響應曲線。了解瞬態熱響應特性有助于我們在脈沖工作條件下合理設計散熱系統。
應用領域
這兩款MOSFET適用于多種領域,如LCD、LED、PDP電視,照明以及不間斷電源等。在這些應用中,其高性能的特性能夠充分發揮作用,提高系統的效率和穩定性。
封裝信息
FDP12N60NZ采用TO - 220封裝,FDPF12N60NZ采用TO - 220F封裝,均以1000個/管的方式發貨。同時,文檔還提供了詳細的機械外殼外形和封裝尺寸信息,方便工程師進行PCB設計。
Onsemi的FDP12N60NZ與FDPF12N60NZ MOSFET憑借其出色的性能和廣泛的應用領域,為電子工程師在設計開關電源轉換器等電路時提供了可靠的選擇。在實際應用中,我們需要根據具體的設計需求,充分考慮器件的各項特性和參數,以確保電路的性能和可靠性。大家在使用這兩款器件時,遇到過哪些問題呢?歡迎在評論區分享。
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