探索 onsemi FCA47N60F MOSFET：高性能与可靠性的完美结合

在电子工程师的日常工作中，选择合适的 MOSFET 对于电路设计的成功至关重要。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 FCA47N60F MOSFET，这是一款具有卓越性能和广泛应用前景的产品。

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产品概述

FCA47N60F 属于 onsemi 的 SUPERFET MOSFET 系列，这是该公司第一代高压超结（SJ）MOSFET 家族。它采用了电荷平衡技术，具有出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种技术不仅能有效降低传导损耗，还能提供卓越的开关性能、dv/dt 速率和更高的雪崩能量。此外，SUPERFET FRFET MOSFET 优化的体二极管反向恢复性能，可以减少额外元件的使用，提高系统的可靠性。

关键特性

1. 高耐压与大电流能力：能够承受 600V 的电压，连续漏极电流可达 47A，脉冲漏极电流更是高达 141A，适用于高功率应用。
2. 低导通电阻：典型的 (R_{DS(on)}) 为 62mΩ，有助于降低功耗，提高效率。
3. 快速恢复时间：典型的 (T_{rr}) 为 240ns，可实现快速开关，减少开关损耗。
4. 超低栅极电荷：典型的 (Q_{g}) 为 210nC，降低了驱动功率，提高了开关速度。
5. 低有效输出电容：典型的 (C_{oss(eff.)}) 为 420pF，有助于减少开关过程中的能量损耗。
6. 100% 雪崩测试：确保了产品在恶劣环境下的可靠性和稳定性。
7. 符合 RoHS 标准：环保无污染，符合现代电子设备的环保要求。

应用领域

FCA47N60F 适用于多种开关电源应用，如功率因数校正（PFC）、服务器/电信电源、平板电视电源、ATX 电源和工业电源等。此外，它还可用于太阳能逆变器和 AC - DC 电源供应等领域。

电气特性分析

绝对最大额定值

在 (T_{C}=25^{circ}C) 的条件下，FCA47N60F 的各项绝对最大额定值如下：	参数	数值	单位
漏源电压 (V_{DSS})	600	V
连续漏极电流（(T{C}=25^{circ}C)）(I{D})	47	A
连续漏极电流（(T{C}=100^{circ}C)）(I{D})	29.7	A
脉冲漏极电流 (I_{DM})	141	A
栅源电压 (V_{GSS})	±30	V
单脉冲雪崩能量 (E_{AS})	1800	mJ
雪崩电流 (I_{AR})	47	A
重复雪崩能量 (E_{AR})	41.7	mJ
峰值二极管恢复 dv/dt (dv/dt)	50	V/ns
功率耗散（(T{C}=25^{circ}C)）(P{D})	417	W
25°C 以上降额系数	3.33	W/°C
工作和存储温度范围 (T{J},T{STG})	- 55 至 +150	°C
焊接时最大引脚温度（距离外壳 1/8"，5 秒）(T_{L})	300	°C

电气特性

在 (T_{C}=25^{circ}C) 的条件下，FCA47N60F 的电气特性表现出色：

• 关断特性：漏源击穿电压 (B{VDS}) 在 (V{GS}=0V)，(I{D}=250mu A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 600V，在 (T_{J}=150^{circ}C) 时为 650V。
• 导通特性：栅极阈值电压 (V{GS(th)}) 为 3.0 - 5.0V，静态漏源导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=10V)，(I{D}=23.5A) 时为 0.062 - 0.073Ω。
• 动态特性：输入电容 (C{iss}) 为 5900 - 8000pF，输出电容 (C{oss}) 为 3200 - 4200pF，反向传输电容 (C_{rss}) 为 250pF。
• 开关特性：开通延迟时间 (t{d(on)}) 为 185 - 430ns，开通上升时间 (t{r}) 为 210 - 450ns，关断延迟时间 (t{d(off)}) 为 520 - 1100ns，关断下降时间 (t{f}) 为 75 - 160ns。
• 漏源二极管特性：最大连续漏源二极管正向电流 (I{S}) 为 47A，最大脉冲漏源二极管正向电流 (I{SM}) 为 141A，漏源二极管正向电压 (V{SD}) 为 1.4V，反向恢复时间 (t{rr}) 为 240ns。

典型性能曲线

文档中提供了多种典型性能曲线，直观地展示了 FCA47N60F 在不同条件下的性能表现：

• 导通区域特性：展示了漏极电流 (I{D}) 与漏源电压 (V{DS}) 的关系。
• 传输特性：体现了漏极电流 (I{D}) 与栅源电压 (V{GS}) 的关系。
• 导通电阻变化特性：显示了导通电阻 (R{DS(on)}) 随漏极电流 (I{D}) 和栅源电压 (V_{GS}) 的变化情况。
• 电容特性：呈现了输入电容 (C{iss})、输出电容 (C{oss}) 和反向传输电容 (C{rss}) 与漏源电压 (V{DS}) 的关系。
• 栅极电荷特性：展示了总栅极电荷 (Q{g}) 与栅源电压 (V{GS}) 的关系。
• 击穿电压变化特性：体现了漏源击穿电压 (B{VDS}) 随结温 (T{J}) 的变化情况。
• 导通电阻变化特性：显示了导通电阻 (R{DS(on)}) 随结温 (T{J}) 的变化情况。
• 安全工作区：明确了器件在不同电压和电流条件下的安全工作范围。
• 最大漏极电流与壳温关系：展示了最大漏极电流 (I{D}) 随壳温 (T{C}) 的变化情况。
• 瞬态热响应曲线：反映了器件在不同脉冲持续时间下的热响应特性。

封装与订购信息

FCA47N60F 采用 TO - 3P - 3LD 封装，为无铅封装，每管装 450 个单位。

总结

onsemi 的 FCA47N60F MOSFET 凭借其卓越的性能、广泛的应用领域和可靠的质量，成为电子工程师在设计高功率开关电源和其他相关电路时的理想选择。在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计要求，合理选择和使用该器件，以充分发挥其优势。同时，我们也应该关注器件的各项参数和性能曲线，确保电路的稳定性和可靠性。你在使用 MOSFET 时是否遇到过类似的高性能器件呢？它们在你的设计中表现如何？欢迎在评论区分享你的经验和见解。