onsemi FDP20N50/FDPF20N50/FDPF20N50T MOSFET器件深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET是不可或缺的關(guān)鍵元件，其性能直接影響到電路的效率和穩(wěn)定性。今天我們就來(lái)深入探討一下安森美（onsemi）的FDP20N50/FDPF20N50/FDPF20N50T這三款N溝道MOSFET器件，看看它們有哪些獨(dú)特之處。

文件下載：FDPF20N50T-D.pdf

一、產(chǎn)品概述

FDP20N50、FDPF20N50和FDPF20N50T屬于安森美的UniFET MOSFET系列，該系列基于平面條紋和DMOS技術(shù)，專(zhuān)為降低導(dǎo)通電阻、提供更好的開(kāi)關(guān)性能和更高的雪崩能量強(qiáng)度而設(shè)計(jì)。這些器件適用于多種開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)用，如功率因數(shù)校正（PFC）、平板顯示（FPD）電視電源、ATX電源和電子燈鎮(zhèn)流器等。

二、產(chǎn)品特性

2.1 低導(dǎo)通電阻

在(V{GS}=10V)，(I{D}=10A)的條件下，典型導(dǎo)通電阻(R_{DS(on)})為(200mΩ)，最大為(230mΩ)。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗更小，能有效提高電路效率。大家在設(shè)計(jì)電路時(shí)，低導(dǎo)通電阻可以減少發(fā)熱，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，那么在實(shí)際應(yīng)用中，我們?nèi)绾芜M(jìn)一步優(yōu)化以降低導(dǎo)通損耗呢？

2.2 低柵極電荷

典型柵極電荷為(45.6nC)。低柵極電荷可以減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的能量損耗，提高開(kāi)關(guān)速度，從而提升整個(gè)電路的性能。在高頻開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，低柵極電荷的優(yōu)勢(shì)更加明顯，你在高頻電路設(shè)計(jì)中是否也更傾向于選擇低柵極電荷的MOSFET呢？

2.3 低反饋電容(C_{rss})

典型(C{rss})為(27pF)。低(C{rss})有助于減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的電壓尖峰和振蕩，提高開(kāi)關(guān)的可靠性。在一些對(duì)開(kāi)關(guān)波形要求較高的應(yīng)用中，低(C{rss})的作用就顯得尤為重要，你有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)?C{rss})過(guò)高而導(dǎo)致開(kāi)關(guān)波形不理想的情況呢？

2.4 100%雪崩測(cè)試

經(jīng)過(guò)100%雪崩測(cè)試，確保了器件在雪崩情況下的可靠性和穩(wěn)定性。這對(duì)于一些可能會(huì)遇到雪崩情況的應(yīng)用，如電感負(fù)載開(kāi)關(guān)電路，提供了可靠的保障。在設(shè)計(jì)這類(lèi)電路時(shí)，雪崩測(cè)試合格的器件能讓我們更加放心，你在設(shè)計(jì)類(lèi)似電路時(shí)是否會(huì)特別關(guān)注器件的雪崩特性呢？

三、絕對(duì)最大額定值

需要注意的是，超過(guò)最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們必須確保器件的工作條件在這些額定值范圍內(nèi)，你在設(shè)計(jì)時(shí)是如何確保器件工作在安全范圍內(nèi)的呢？

四、熱特性

熱特性對(duì)于MOSFET的性能和可靠性至關(guān)重要。較低的熱阻可以更有效地將熱量散發(fā)出去，降低結(jié)溫，從而提高器件的穩(wěn)定性。在散熱設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)熱阻參數(shù)來(lái)選擇合適的散熱方式和散熱器件，你在散熱設(shè)計(jì)方面有哪些經(jīng)驗(yàn)可以分享呢？

五、電氣特性

5.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓(B{V DSS})：在(V{GS}=0V)，(I_{D}=250μA)時(shí)，為(500V)。
• 擊穿電壓溫度系數(shù)：在(I_{D}=250μA)，參考溫度為(25^{circ}C)時(shí)，為(0.5V/^{circ}C)。
• 零柵壓漏極電流(I{DSS})：在(V{DS}=500V)，(V{GS}=0V)時(shí)，最大值為(1μA)；在(V{DS}=400V)，(T_{C}=125^{circ}C)時(shí)，最大值為(10μA)。
• 柵體正向泄漏電流(I{GSSF})：在(V{GS}=30V)，(V_{DS}=0V)時(shí)，為(100nA)。
• 柵體反向泄漏電流(I{GSSR})：在(V{GS}=-30V)，(V_{DS}=0V)時(shí)，為 - 100nA。

5.2 導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓(V{GS(th)})：在(V{DS}=V{GS})，(I{D}=250μA)時(shí)，最小值為(3.0V)，最大值為(5.0V)。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻(R{DS(on)})：在(V{GS}=10V)，(I_{D}=10A)時(shí)，典型值為(0.20Ω)，最大值為(0.23Ω)。
• 正向跨導(dǎo)(g{fs})：在(V{DS}=40V)，(I_{D}=10A)時(shí)，典型值為(24.6S)。

5.3 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容(C{iss})：在(V{DS}=25V)，(V_{GS}=0V)，(f = 1.0MHz)時(shí)，典型值為(2400pF)，最大值為(3120pF)。
• 輸出電容(C_{oss})：典型值為(355pF)，最大值為(465pF)。
• 反向傳輸電容(C_{rss})：典型值為(27pF)。

5.4 開(kāi)關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間(t{d(on)})：在(V{DD}=250V)，(I{D}=20A)，(V{GS}=10V)，(R_{G}=25Ω)時(shí)，典型值為(95ns)，最大值為(200ns)。
• 導(dǎo)通上升時(shí)間(t_{r})：典型值為(375ns)，最大值為(760ns)。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間(t_{d(off)})：典型值為(100ns)，最大值為(210ns)。
• 關(guān)斷下降時(shí)間(t_{f})：典型值為(105ns)，最大值為(220ns)。
• 總柵極電荷(Q{g})：在(V{DS}=400V)，(I{D}=20A)，(V{GS}=10V)時(shí)，典型值為(45.6nC)，最大值為(59.5nC)。
• 柵源電荷(Q_{gs})：典型值為(14.8nC)。
• 柵漏電荷(Q_{gd})：典型值為(21.6nC)。

5.5 漏源二極管特性和最大額定值

• 最大連續(xù)漏源二極管正向電流(I_{S})：為(30A)。
• 最大脈沖漏源二極管正向電流(I_{SM})：為(80A)。
• 漏源二極管正向電壓(V{SD})：在(V{GS}=0V)，(I_{S}=20A)時(shí)，為(1.4V)。
• 反向恢復(fù)時(shí)間(t{rr})：在(V{GS}=0V)，(I{S}=20A)，(dI{F}/dt = 100A/μs)時(shí)，為(507ns)。
• 反向恢復(fù)電荷(Q_{rr})：為(7.20μC)。

這些電氣特性是我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)的重要依據(jù)，不同的特性會(huì)影響到電路的性能和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求來(lái)選擇合適的器件參數(shù)，你在選擇器件參數(shù)時(shí)會(huì)優(yōu)先考慮哪些特性呢？

六、典型特性曲線(xiàn)

文檔中還給出了一系列典型特性曲線(xiàn)，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)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(dǎo)通電阻隨溫度的變化、最大安全工作區(qū)以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線(xiàn)等。這些曲線(xiàn)可以幫助我們更直觀(guān)地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們可以根據(jù)這些曲線(xiàn)來(lái)優(yōu)化電路參數(shù)，你在使用這些曲線(xiàn)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？

七、封裝標(biāo)記和訂購(gòu)信息

在訂購(gòu)器件時(shí)，我們需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的封裝和數(shù)量，你在選擇封裝時(shí)會(huì)考慮哪些因素呢？

八、機(jī)械尺寸

文檔還給出了兩款封裝（TO - 220 Fullpack, 3 - Lead / TO - 220F - 3SG CASE 221AT和TO - 220 - 3LD CASE 340AT）的詳細(xì)機(jī)械尺寸和公差要求。在進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要根據(jù)這些尺寸來(lái)合理布局器件，確保器件能夠正確安裝和使用，你在電路板設(shè)計(jì)中是如何處理器件封裝尺寸的呢？

九、總結(jié)

安森美的FDP20N50/FDPF20N50/FDPF20N50T MOSFET器件具有低導(dǎo)通電阻、低柵極電荷、低反饋電容和高雪崩能量強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們需要充分考慮器件的各項(xiàng)特性和參數(shù)，確保電路的性能和可靠性。同時(shí)，要注意器件的最大額定值和熱特性，避免器件因過(guò)壓、過(guò)流或過(guò)熱而損壞。你在使用這些MOSFET器件時(shí)有沒(méi)有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)或技巧呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。