深入解析onsemi FQA24N60 N - Channel MOSFET

在電源設計和功率轉換領域，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導體場效應晶體管）是至關重要的元件。今天，我們就來深入了解 onsemi 公司的 FQA24N60 N - Channel MOSFET，看看它有哪些特性和優勢，以及在實際應用中需要注意的地方。

文件下載：FQA24N60-D.pdf

產品概述

FQA24N60 是一款 N - Channel 增強型功率 MOSFET，采用了 onsemi 專有的平面條紋和 DMOS 技術。這種先進的 MOSFET 技術經過特別設計，旨在降低導通電阻，提供卓越的開關性能和高雪崩能量強度。它適用于開關模式電源、有源功率因數校正（PFC）和電子燈鎮流器等應用。

關鍵特性

電氣性能

• 電流與電壓額定值：能夠承受 23.5 A 的連續漏極電流（$T_{C}=25^{circ}C$），漏源電壓額定值為 600 V。在脈沖條件下，漏極電流可達 94 A。
• 低導通電阻：在 $V{GS}=10 V$、$I{D}=11.8 A$ 時，$R_{DS(on)}$ 最大為 240 mΩ，有助于降低功率損耗。
• 低柵極電荷：典型值為 110 nC，這意味著更快的開關速度和更低的驅動功率需求。
• 低 $C_{rss}$：典型值為 56 pF，有助于減少開關過程中的振蕩和電磁干擾。

雪崩特性

該器件經過 100% 雪崩測試，單脈沖雪崩能量為 1300 mJ，重復雪崩能量為 31 mJ，具有良好的抗雪崩能力，能夠在惡劣的工作條件下保持穩定。

環保特性

FQA24N60 是無鉛產品，符合環保要求。

絕對最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱特性

在設計散熱系統時，需要根據這些熱阻參數來確保器件在安全的溫度范圍內工作。

電氣特性

關斷特性

• 漏源擊穿電壓：$V{GS}=0 V$、$I{D}=250 mu A$ 時，$BVDSS$ 為 600 V。
• 擊穿電壓溫度系數：$I_{D}=250 mu A$ 時，參考 $25^{circ}C$，典型值為 0.6 V/°C。
• 零柵壓漏極電流：$V{DS}=600 V$、$V{GS}=0 V$ 時，最大為 10 μA；$V{DS}=480 V$、$T{C}=125^{circ}C$ 時，最大為 100 μA。
• 柵體泄漏電流：正向和反向在 $V{GS}=pm 30 V$、$V{DS}=0 V$ 時，最大為 ± 100 nA。

導通特性

• 柵極閾值電壓：$V{DS}=V{GS}$、$I_{D}=250 mu A$ 時，范圍為 3.0 - 5.0 V。
• 靜態漏源導通電阻：$V{GS}=10 V$、$I{D}=11.8 A$ 時，典型值為 0.18 Ω，最大值為 0.24 Ω。
• 正向跨導：$V{DS}=50 V$、$I{D}=11.8 A$ 時，典型值為 22.5 S。

動態特性

• 輸入電容：$V{DS}=25 V$、$V{GS}=0 V$、$f = 1.0 MHz$ 時，典型值為 4200 pF，最大值為 5500 pF。
• 輸出電容：典型值為 550 pF，最大值為 720 pF。
• 反向傳輸電容：典型值為 56 pF，最大值為 75 pF。

開關特性

• 導通延遲時間：$V{DD}=300 V$、$I{D}=23.5 A$、$R_{G}=25 Ω$ 時，典型值為 90 ns，最大值為 190 ns。
• 導通上升時間：典型值為 270 ns，最大值為 550 ns。
• 關斷延遲時間：典型值為 200 ns，最大值為 410 ns。
• 關斷下降時間：典型值為 170 ns，最大值為 350 ns。
• 總柵極電荷：$V{DS}=480 V$、$I{D}=23.5 A$、$V_{GS}=10 V$ 時，典型值為 110 nC，最大值為 145 nC。
• 柵源電荷：典型值為 25 nC。
• 柵漏電荷：典型值為 53 nC。

漏源二極管特性

• 最大連續漏源二極管正向電流：23.5 A。
• 最大脈沖漏源二極管正向電流：94 A。
• 漏源二極管正向電壓：$V{GS}=0 V$、$I{S}=23.5 A$ 時，典型值為 1.4 V。
• 反向恢復時間：$V{GS}=0 V$、$I{S}=23.5 A$、$dl_{F} / dt=100 A / mu s$ 時，為 470 ns。
• 反向恢復電荷：6.2 μC。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，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、最大漏極電流隨外殼溫度的變化以及瞬態熱響應曲線等。這些曲線可以幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能。

封裝信息

FQA24N60 采用 TO - 3P - 3L（無鉛）封裝，每管裝 450 個。這種封裝具有良好的散熱性能，適合高功率應用。

應用建議

在使用 FQA24N60 時，需要注意以下幾點：

1. 散熱設計：根據熱特性參數，合理設計散熱系統，確保器件在安全的溫度范圍內工作。
2. 驅動電路：由于其低柵極電荷特性，可以選擇合適的驅動電路來實現快速開關，減少開關損耗。
3. 保護措施：考慮到其雪崩特性，在電路中可以添加適當的保護措施，以防止器件在異常情況下損壞。

總之，onsemi 的 FQA24N60 N - Channel MOSFET 是一款性能優異的功率器件，適用于多種功率轉換應用。通過深入了解其特性和參數，工程師可以更好地進行電路設計，提高系統的性能和可靠性。大家在實際應用中有沒有遇到過類似 MOSFET 的使用問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。