探索FCH023N65S3L4 MOSFET:高效電源設(shè)計(jì)的理想之選
在電子工程師的日常工作中,選擇合適的功率MOSFET對(duì)于電源設(shè)計(jì)的成功至關(guān)重要。今天,我們將深入探討安森美(onsemi)的FCH023N65S3L4 MOSFET,它屬于SUPERFET III系列,專為滿足高壓應(yīng)用的嚴(yán)格要求而設(shè)計(jì)。
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產(chǎn)品概述
FCH023N65S3L4是一款N溝道功率MOSFET,采用了先進(jìn)的超結(jié)(SJ)技術(shù),結(jié)合電荷平衡技術(shù),實(shí)現(xiàn)了低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷的出色性能。這種先進(jìn)技術(shù)不僅能有效降低傳導(dǎo)損耗,還具備卓越的開關(guān)性能,能夠承受極高的dv/dt速率,有助于解決電磁干擾(EMI)問題,使設(shè)計(jì)更加輕松。
關(guān)鍵特性
高耐壓與低電阻
- 耐壓能力:在TJ = 150°C時(shí),可承受700V的電壓,典型的漏源擊穿電壓(BVdss)為650V(25°C)和700V(150°C),確保在高壓環(huán)境下穩(wěn)定工作。
- 低導(dǎo)通電阻:典型的靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻(RDS(on))為19.5mΩ(VGS = 10V,ID = 37.5A),最大為23mΩ,有效降低了功率損耗。
低柵極電荷與電容
- 超低柵極電荷:典型的總柵極電荷(Qg(tot))為222nC,有助于減少開關(guān)損耗,提高開關(guān)速度。
- 低有效輸出電容:典型的有效輸出電容(Coss(eff.))為1980pF,降低了開關(guān)過程中的能量損耗。
可靠性與兼容性
- 雪崩測試:經(jīng)過100%雪崩測試,確保在雪崩條件下的可靠性。
- 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn):該器件為無鉛產(chǎn)品,符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),滿足環(huán)保要求。
應(yīng)用領(lǐng)域
FCH023N65S3L4適用于多種高壓電源應(yīng)用,包括:
- 電信/服務(wù)器電源:為電信設(shè)備和服務(wù)器提供穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)。
- 工業(yè)電源:滿足工業(yè)設(shè)備對(duì)電源的高要求,確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
- 不間斷電源(UPS)/太陽能:在UPS和太陽能系統(tǒng)中,提供高效的功率轉(zhuǎn)換。
電氣特性
絕對(duì)最大額定值
| 參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 |
|---|---|---|
| 漏源電壓(VDSS) | 650 | V |
| 柵源電壓(VGSS) | ±30 | V |
| 連續(xù)漏極電流(ID)(TC = 25°C) | 75 | A |
| 連續(xù)漏極電流(ID)(TC = 100°C) | 65.8 | A |
| 脈沖漏極電流(IDM) | 300 | A |
| 單脈沖雪崩能量(EAS) | 2025 | mJ |
| 雪崩電流(IAS) | 15 | A |
| 重復(fù)雪崩能量(EAR) | 5.95 | mJ |
| dv/dt | 100 | V/ns |
| 功率耗散(PD)(TC = 25°C) | 595 | W |
| 工作和存儲(chǔ)溫度范圍(TJ, TSTG) | -55 to +150 | °C |
| 焊接時(shí)最大引腳溫度(TL) | 300 | °C |
電氣參數(shù)
| 符號(hào) | 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BVdss | 漏源擊穿電壓 | VGs = 0V, Id = 1 mA, T = 25°C | 650 | - | - | V |
| VGs = 0V, Id = 1 mA, T = 150°C | 700 | - | - | V | ||
| ΔBVdss/ΔTJ | 擊穿電壓溫度系數(shù) | Id = 1 mA, 參考25°C | - | 0.72 | - | V/°C |
| Idss | 零柵壓漏極電流 | Vds = 650 V, Vgs = 0V | - | - | 1 | μA |
| Vds = 520 V, Tc = 125°C | - | 6.8 | - | μA | ||
| Igss | 柵極至體泄漏電流 | Vgs = +30V, Vds = 0V | - | - | +100 | nA |
| VGS(th) | 柵極閾值電壓 | VGS = VDS, ID = 3.0 mA | 2.5 | - | 4.5 | V |
| RDS(on) | 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻 | VGS = 10 V, ID = 37.5 A | 19.5 | - | 23 | mΩ |
| gFS | 正向跨導(dǎo) | VDS = 20 V, ID = 37.5 A | - | 66 | - | S |
| Ciss | 輸入電容 | VDS = 400 V, VGS = 0 V, f = 1 MHz | - | 7160 | - | pF |
| Coss | 輸出電容 | - | - | 195 | - | pF |
| Coss(eff.) | 有效輸出電容 | VDS = 0 V to 400 V, VGS = 0 V | - | 1980 | - | pF |
| Coss(er.) | 能量相關(guān)輸出電容 | VDS = 0 V to 400 V, VGS = 0 V | - | 298 | - | pF |
| Qg(tot) | 10V時(shí)的總柵極電荷 | VDS = 400 V, ID = 37.5 A, VGS = 10 V | - | 222 | - | nC |
| Qgs | 柵源柵極電荷 | - | - | 54 | - | nC |
| Qgd | 柵漏“米勒”電荷 | - | - | 90 | - | nC |
| ESR | 等效串聯(lián)電阻 | f = 1 MHz | - | 0.9 | - | Ω |
| td(on) | 導(dǎo)通延遲時(shí)間 | VDD = 400 V, ID = 37.5 A, VGS = 10 V, Rg = 2 | - | 43 | - | ns |
| tr | 導(dǎo)通上升時(shí)間 | - | - | 30 | - | ns |
| td(off) | 關(guān)斷延遲時(shí)間 | - | - | 130 | - | ns |
| tf | 關(guān)斷下降時(shí)間 | - | - | 7 | - | ns |
| IS | 最大連續(xù)漏源二極管正向電流 | - | - | 75 | A | |
| ISM | 最大脈沖漏源二極管正向電流 | - | - | 300 | A | |
| VSD | 漏源二極管正向電壓 | VGS = 0 V, ISD = 37.5 A | - | - | 1.2 | V |
| trr | 反向恢復(fù)時(shí)間 | VGS = 0 V, ISD = 37.5 A, dIF/dt = 100 A/μs | - | 600 | - | ns |
| Qrr | 反向恢復(fù)電荷 | - | - | 17.9 | μC |
典型性能曲線
文檔中提供了一系列典型性能曲線,展示了該MOSFET在不同條件下的性能表現(xiàn),包括導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻變化、體二極管正向電壓變化、電容特性、柵極電荷特性、擊穿電壓變化、導(dǎo)通電阻變化、最大安全工作區(qū)、最大漏極電流與殼溫關(guān)系、EOSS與漏源電壓關(guān)系以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線對(duì)于工程師在設(shè)計(jì)過程中評(píng)估和優(yōu)化電路性能非常有幫助。
封裝與尺寸
FCH023N65S3L4采用TO - 247 - 4LD封裝,文檔詳細(xì)給出了封裝的機(jī)械尺寸,包括各個(gè)尺寸的最小值、標(biāo)稱值和最大值,方便工程師進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。
總結(jié)
FCH023N65S3L4 MOSFET憑借其出色的性能、高可靠性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,為電子工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在設(shè)計(jì)高壓電源電路時(shí),充分考慮其特性和參數(shù),能夠幫助我們實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電源設(shè)計(jì)。你在使用類似MOSFET的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢?歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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