深入解析 FCD1300N80Z：N - 溝道 SuperFET? II MOSFET 的卓越性能與應(yīng)用
深入解析 FCD1300N80Z：N-溝道 SuperFET? II MOSFET 的卓越性能與應(yīng)用
在電子工程領(lǐng)域，功率開關(guān)器件的性能對整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。今天，我們來深入剖析飛兆半導(dǎo)體的 FCD1300N80Z N-溝道 SuperFET? II MOSFET，看看它在實(shí)際應(yīng)用中能為我們帶來哪些優(yōu)勢。
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一、公司背景與產(chǎn)品編號變更
飛兆半導(dǎo)體（Fairchild）現(xiàn)已成為安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）的一部分。由于系統(tǒng)要求，部分飛兆可訂購的產(chǎn)品編號需要更改，原編號中的下劃線（_）將改為短橫線（-）。大家可以訪問安森美半導(dǎo)體的網(wǎng)站（www.onsemi.com）來核實(shí)更新后的器件編號。
二、FCD1300N80Z 產(chǎn)品概述
2.1 產(chǎn)品特性
- 低導(dǎo)通電阻：典型值 (R_{DS(on)} = 1.05 Omega)，有助于降低導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)效率。
- 超低柵極電荷：典型值 (Q_{g}=16.2 nC)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速開關(guān)，減少開關(guān)損耗。
- 低 (E_{oss})：典型值 1.57 μJ @ 400 V，有效輸出電容典型值 (C_{oss(eff.)}=48.7 pF)，降低了開關(guān)過程中的能量損耗。
- 雪崩測試：100% 經(jīng)過雪崩測試，保證了器件在惡劣條件下的可靠性。
- 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。
- 增強(qiáng)的 ESD 能力：內(nèi)部柵源極 ESD 二極管允許經(jīng)受超過 2 kV HBM 沖擊壓力，提高了器件的抗靜電能力。
2.2 產(chǎn)品描述
SuperFET? II MOSFET 是飛兆利用電荷平衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)出色的低導(dǎo)通電阻和更低柵極電荷性能的全新高壓超級結(jié)（SJ）MOSFET 系列產(chǎn)品。這項(xiàng)技術(shù)專用于最小化導(dǎo)通損耗并提供卓越的開關(guān)性能、dv/dt 額定值和更高雪崩能量。因此，它非常適合功率開關(guān)應(yīng)用，如音頻、筆記本適配器、照明、ATX 電源和工業(yè)電源應(yīng)用。
2.3 應(yīng)用領(lǐng)域
- AC - DC 電源：在電源轉(zhuǎn)換過程中，能夠高效地將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，提高電源的效率和穩(wěn)定性。
- LED 照明：可以實(shí)現(xiàn)精確的電流控制，提高 LED 照明的亮度和色彩一致性，同時降低功耗。
三、產(chǎn)品參數(shù)詳解
3.1 最大絕對額定值
| 符號 | 參數(shù) | FCD1300N80Z | 單位 |
|---|---|---|---|
| (V_{DSS}) | 漏極 - 源極電壓 | 800 | V |
| (V_{GSS}) | 柵極 - 源極電壓（DC） | ±30 | V |
| (V_{GSS}) | 柵極 - 源極電壓（AC，f > 1Hz） | ±20 | V |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C} = 100 °C)） | 2.5 | A |
| (I_{D}) | 漏極電流（連續(xù)，(T_{C} = 25 °C)） | 4 | A |
| (I_{DM}) | 漏極電流 - 脈沖 | 12 | A |
| (E_{AS}) | 單脈沖雪崩能量 | 48 | mJ |
| (I_{AR}) | 雪崩電流 | 0.8 | A |
| (E_{AR}) | 重復(fù)雪崩能量 | 0.26 | mJ |
| (dv/dt)（MOSFET） | dv/dt 峰值 | 100 | V/ns |
| (dv/dt)（二極管恢復(fù)） | dv/dt 峰值 | 20 | V/ns |
| (P_{D}) | 功耗（(T_{C} = 25 °C)） | 52 | W |
| (P_{D}) 系數(shù) | 高于 25 °C 的功耗系數(shù) | 0.42 | W/°C |
| (T{J}, T{STG}) | 工作和存儲溫度范圍 | -55 至 +150 | °C |
| (T_{L}) | 用于焊接的最大引腳溫度（距離外殼 1/8”，持續(xù) 5 秒） | 300 | °C |
3.2 熱性能
| 符號 | 參數(shù) | FCD1300N80Z | 單位 |
|---|---|---|---|
| (R_{θJC}) | 結(jié)至外殼熱阻最大值 | 2.4 | °C/W |
| (R_{θJA}) | 結(jié)至環(huán)境熱阻最大值 | 100 | °C/W |
3.3 電氣特性
3.3.1 關(guān)斷特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (BV_{DSS}) | 漏極 - 源極擊穿電壓 | (V{S} = 0V)，(I{D} = 1 mA)，(T = 25°C) | 800 | V | ||
| (Delta BV_{DSS} / Delta T) | 擊穿電壓溫度系數(shù) | (I_{D} = 1mA)，參考 25°C 數(shù)值 | 0.85 | V/°C | ||
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流 | (V{DS} = 800V)，(V{GS} = 0V) | 25 | μA | ||
| (I_{DSS}) | 零柵極電壓漏極電流 | (V{DS} = 640 V)，(V{GS} = 0V)，(T_{C} = 125°C) | 250 | μA | ||
| (I_{GSS}) | 柵極 - 體漏電流 | (V{GS} = 20V)，(V{DS} = 0V) | ±10 | nA |
3.3.2 導(dǎo)通特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (V_{GS(th)}) | 柵極閾值電壓 | (V{DS} = V{GS})，(I_{D} = 0.4 mA) | 2.5 | 4.5 | V | |
| (R_{DS(on)}) | 漏極至源極靜態(tài)導(dǎo)通電阻 | (V{GS} = 10V)，(I{D} = 2A) | 1.05 | 1.3 | Ω | |
| (g_{FS}) | 正向跨導(dǎo) | (V{DS} = 20V)，(I{D} = 2A) | 4.5 | S |
3.3.3 動態(tài)特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (C_{iss}) | 輸入電容 | (V{DS} = 100 V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1MHz) | 661 | 880 | pF | |
| (C_{oss}) | 輸出電容 | (V{DS} = 100 V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1MHz) | 22.3 | 30 | pF | |
| (C_{rss}) | 反向傳輸電容 | (V{DS} = 100 V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1MHz) | 0.74 | pF | ||
| (C_{oss}) | 輸出電容 | (V{DS} = 480 V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1 MHz) | 11.4 | pF | ||
| (C_{oss(eff.)}) | 有效輸出電容 | (V{DS} = 0V) 至 480 V，(V{GS} = 0V) | 48.7 | pF | ||
| (Q_{g(tot)}) | 10V 的柵極電荷總量 | (V{DS} = 640 V)，(I{D} = 4 A)，(V_{GS} = 10V) | 16.2 | 21 | nC | |
| (Q_{gs}) | 柵極 - 源極柵極電荷 | 3.5 | nC | |||
| (Q_{gd}) | 柵極 - 漏極“米勒”電荷 | 6.8 | nC | |||
| (ESR) | 等效串聯(lián)電阻 | (f = 1 MHz) | 4 | mΩ |
3.3.4 開關(guān)特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (t_{d(on)}) | 導(dǎo)通延遲時間 | (V{DD} = 400 V)，(I{D} = 4 A)，(V{GS} = 10 V)，(R{g} = 4.7 Ω) | 14 | 38 | ns | |
| (t_{r}) | 導(dǎo)通上升時間 | (V{DD} = 400 V)，(I{D} = 4 A)，(V{GS} = 10 V)，(R{g} = 4.7 Ω) | 8.3 | 27 | ns | |
| (t_{d(off)}) | 關(guān)斷延遲時間 | (V{DD} = 400 V)，(I{D} = 4 A)，(V{GS} = 10 V)，(R{g} = 4.7 Ω) | 33 | 76 | ns | |
| (t_{f}) | 關(guān)斷下降時間 | (V{DD} = 400 V)，(I{D} = 4 A)，(V{GS} = 10 V)，(R{g} = 4.7 Ω) | 6 | 22 | ns |
3.3.5 漏極 - 源極二極管特性
| 符號 | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (I_{S}) | 漏極 - 源極二極管最大正向連續(xù)電流 | 4 | A | |||
| (I_{SM}) | 漏極 - 源極二極管最大正向脈沖電流 | 12 | A | |||
| (V_{SD}) | 漏極 - 源極二極管正向電壓 | (V{GS} = 0V)，(I{SD} = 4A) | 1.2 | V | ||
| (t_{rr}) | 反向恢復(fù)時間 | (V{GS} = 0V)，(I{SD} = 4 A)，(di_{D}/dt = 100 A/μs) | 275 | ns | ||
| (Q_{rr}) | 反向恢復(fù)電荷 | 2.9 | μC |
四、典型性能特征
文檔中提供了多幅典型性能特征圖，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻變化與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、體二極管正向電壓變化與源極電流和溫度的關(guān)系、電容特性、柵極電荷特性、擊穿電壓變化與溫度的關(guān)系、導(dǎo)通電阻變化與溫度的關(guān)系、最大安全工作區(qū)、最大漏極電流與殼溫的關(guān)系、(E_{oss}) 與漏源極電壓的關(guān)系以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些圖表直觀地展示了 FCD1300N80Z 在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，對于工程師在設(shè)計(jì)電路時進(jìn)行參數(shù)選擇和性能評估具有重要的參考價(jià)值。
五、封裝與訂購信息
FCD1300N80Z 采用 DPAK 封裝，包裝方法為卷帶，卷尺寸為 330 mm，帶寬為 16 mm，每卷數(shù)量為 2500 顆。
六、應(yīng)用案例探討
雖然目前沒有搜索到 FCD1300N80Z MOSFET 在 AC - DC 電源和 LED 照明中的具體應(yīng)用案例，但我們可以推測其在這些領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。在 AC - DC 電源中，其低導(dǎo)通電阻和超低柵極電荷特性能夠有效降低功耗，提高電源的轉(zhuǎn)換效率。同時，其高耐壓和良好的開關(guān)性能可以保證電源在不同負(fù)載條件下的穩(wěn)定性。在 LED 照明中，精確的電流控制能力可以使 LED 燈的亮度更加均勻，色彩更加一致，并且低功耗特性有助于延長 LED 的使用壽命。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否也遇到過類似器件帶來的性能提升呢？
七、注意事項(xiàng)
7.1 產(chǎn)品編號變更
由于安森美半導(dǎo)體系統(tǒng)要求，部分飛兆產(chǎn)品編號中的下劃線（_）將改為短橫線（-），使用時需注意核實(shí)更新后的編號。
7.2 產(chǎn)品使用限制
安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品不設(shè)計(jì)、不打算也未獲授權(quán)用于生命支持系統(tǒng)、FDA 3 類醫(yī)療設(shè)備或具有相同或類似分類的外國醫(yī)療設(shè)備，以及用于人體植入的設(shè)備。如果購買或使用這些產(chǎn)品用于非預(yù)期或未經(jīng)授權(quán)的應(yīng)用，買方需承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。
7.3 性能參數(shù)驗(yàn)證
“典型”參數(shù)在不同應(yīng)用中可能會有所變化，實(shí)際性能也可能隨時間變化。所有工作參數(shù)，包括“典型值”，都必須由客戶的技術(shù)專家針對每個客戶應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。
八、總結(jié)
FCD1300N80Z N - 溝道 SuperFET? II MOSFET 憑借其卓越的性能特性，如低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低 (E_{oss}) 等，在 AC - DC 電源和 LED 照明等功率開關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢。其豐富的電氣參數(shù)和典型性能特征為工程師提供了詳細(xì)的設(shè)計(jì)參考。然而，在使用過程中，我們也需要注意產(chǎn)品編號變更、使用限制和性能參數(shù)驗(yàn)證等問題。希望通過本文的介紹，能幫助大家更好地了解和應(yīng)用這款 MOSFET。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，是否還有其他關(guān)于 MOSFET 的問題或經(jīng)驗(yàn)可以分享呢？
-
MOSFET
+關(guān)注
關(guān)注
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