深入剖析 FCB11N60 - N 沟道 SuperFET® MOSFET

一、引言

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET 是一种常见且关键的电子元件。今天我们要详细探讨的是 FCB11N60 - N 沟道 SuperFET® MOSFET，它在开关电源等众多应用领域有着广泛的应用。随着飞兆半导体（Fairchild）被安森美半导体（ON Semiconductor）收购，我们也需要了解相关的一些变化和该产品的具体特性。

文件下载：FCB11N60CN-D.pdf

二、安森美收购飞兆后的变化

安森美半导体收购飞兆半导体后，部分飞兆可订购的零件编号需要更改以满足安森美半导体的系统要求。由于安森美半导体的产品管理系统无法处理带有下划线（）的零件命名法，飞兆零件编号中的下划线（）将更改为破折号（-）。大家在使用时要注意通过安森美半导体网站核实更新后的器件编号。

三、FCB11N60 特性与优势

3.1 基本参数

FCB11N60 是一款 600V、11A、380mΩ 的 N 沟道 SuperFET® MOSFET。在 (T{J}=150^{circ}C) 时，其耐压可达 650V，典型值 (R{DS(on)}=320mΩ)，超低栅极电荷（典型值 (Q{g}=40nC)），低有效输出电容（典型值 (C{oss(eff.)}=95pF)），并且 100% 经过雪崩测试，还符合 RoHS 标准。

3.2 技术原理

SuperFET® MOSFET 是飞兆半导体第一代利用电荷平衡技术实现出色低导通电阻和更低栅极电荷性能的高压超级结（SJ）MOSFET 系列产品。这项技术专用于最小化导通损耗并提供卓越的开关性能、dv/dt 额定值和更高雪崩能量。

3.3 应用领域

基于其特性，FCB11N60 非常适合开关电源应用，如功率因数校正（PFC）、服务器/电信电源、平板电视电源、ATX 电源及工业电源应用，同时还可应用于照明、光伏逆变器、AC - DC 电源等领域。

四、FCB11N60 详细参数

4.1 最大额定值

参数	符号	FCB11N60TM	单位
漏极 - 源极电压	VDSS	600	V
漏极电流 - 连续 ((T_{C}=25^{circ}C))	ID	11	A
漏极电流 - 连续 ((T_{C}=100^{circ}C))	ID	7	A
漏极电流 - 脉冲	IDM	33	A
栅极 - 源极电压	VGSS	±30	V
单脉冲雪崩能量	EAS	340	mJ
雪崩电流	IAR	11.0	A
重复雪崩能量	EAR	12.5	mJ
二极管恢复 dv/dt 峰值	dv/dt	4.5	V/ns
功耗 ((T_{C}=25^{circ}C))	PD	125	W
功耗降低系数（(T_{C}) 高于 25°C）	-	1.0	W/°C
工作和存储温度范围	TJ, TSTG	-55 至 +150	°C
用于焊接的最大引线温度（距离外壳 1/8"，持续 5 秒）	TL	300	°C

4.2 热性能

符号	参数	FCB11N60TM	单位
结至外壳热阻最大值	(R_{θJC})	1.0	°C/W
结至环境热阻（1 in² 2 盎司焊盘）最大值	(R_{θJA})	40	-
结至环境热阻（最小尺寸的 2 盎司焊盘）最大值	(R_{θJA})	62.5	-

4.3 电气特性

4.3.1 关断特性

• 漏极 - 源极击穿电压（(V{GS}=0V)，(I{D}=250μA)，(T{C}=25°C)）：600V；（(V{GS}=0V)，(I{D}=250μA)，(T{C}=150°C)）：650V
• 击穿电压温度系数（(I_{D}=250μA)，以 25°C 为参考）：0.6V/°C
• 漏源极雪崩击穿电压（(V{GS}=0V)，(I{D}=11A)）：700V
• 零栅极电压漏极电流（(V{DS}=480V)，(V{GS}=0V)，(T{C}=125°C)；(V{DS}=600V)，(V_{GS}=0V)）：10、1μA
• 栅极 - 体漏电流（(V{GS}=±30V)，(V{DS}=0V)）：±100nA

4.3.2 导通特性

• 栅极阈值电压（(V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250μA)）：3.0 - 5.0V
• 漏极至源极静态导通电阻（(V{GS}=10V)，(I{D}=5.5A)）：0.32 - 0.38Ω
• 正向跨导（(V{DS}=40V)，(I{D}=5.5A)）：9.7S

4.3.3 动态特性

• 输入电容（(V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz)）：1148 - 1490pF
• 输出电容（(V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz)）：671 - 870pF
• 反向传输电容（(V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz)）：63pF
• 输出电容（(V{DS}=480V)，(V{GS}=0V)，(f = 1MHz)）：35 - pF
• 有效输出电容（(V{DS}=0V) 至 400V，(V{GS}=0V)）：95 - pF

4.3.4 开关特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
导通延迟时间 (td(on))	(V{pD}=300V)，(I{D}=11A)，(V{Gs}=10V)，(R{G}=25)	-	34	80	ns
开通上升时间 (tr)	-	-	98	205	ns
关断延迟时间 (td(off))	-	-	119	250	ns
关断下降时间 (tf)	（说明 4）	-	56	120	ns
10V 的栅极电荷总量 (Qg(tot))	(V{ps}=480V)，(I{p}=11A)，(V_{Gs}=10V)	-	40	52	nC
栅极 - 源极栅极电荷 (Qgs)	-	-	7.2	-	nC
栅极 - 漏极“米勒”电荷 (Qgd)	（说明 4）	-	21	-	nC

4.3.5 漏极 - 源极二极管特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
漏极 - 源极二极管最大正向连续电流 (I_{S})	-	-	-	11	A
漏极 - 源极二极管最大正向脉冲电流 (I_{SM})	-	-	-	33	A
漏极 - 源极二极管正向电压 (V_{SD})	(V{GS}=0V)，(I{SD}=11A)	-	1.4	-	V
反向恢复时间 (t_{rr})	(V{GS}=0V)，(I{SD}=11A)，(dI_{F}/dt = 100A/μs)	-	390	-	ns
反向恢复电荷 (Q_{rr})	(dI_{F}/dt = 100A/μs)	-	5.7	-	μC

五、典型性能特征

文档中给出了多个典型性能特征图，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻变化与漏极电流和栅极电压的关系、体二极管正向电压变化与源电流和温度的关系、电容特性、栅极电荷特性、击穿电压变化与温度、导通电阻变化与温度、最大安全工作区、最大漏极电流与壳温的关系、瞬态热响应曲线等。这些特性图对于工程师在实际设计中评估器件性能、选择合适的工作点等具有重要的参考价值。

六、测试电路与波形

文档还给出了栅极电荷测试电路与波形、阻性开关测试电路与波形、非箝位感性开关测试电路与波形、峰值二极管恢复 dv/dt 测试电路与波形等。这些测试电路和波形有助于工程师理解器件在不同工作条件下的性能表现，从而更好地进行电路设计和调试。

七、机械尺寸与封装

FCB11N60 采用 D2 - PAK 封装，文档提供了 TO263 ((D^{2}PAK)) 模塑 2 引脚表面贴装的封装图纸。需要注意的是，封装图纸作为一项服务提供给客户，具体参数可能会有变化，且不会做出相应通知。大家要随时访问飞兆半导体在线封装网页获取最新的封装图纸。

八、其他注意事项

8.1 商标与知识产权

安森美半导体拥有众多专利、商标、版权、商业秘密和其他知识产权。飞兆半导体也有一系列的注册商标和未注册商标及服务标记。

8.2 产品状态定义

文档对产品状态进行了定义，包括 Advance Information（设计中）、Preliminary（首次生产）、No Identification Needed（全面生产）、Obsolete（停产）等，方便工程师了解产品所处的阶段。

8.3 反假冒政策

飞兆半导体采取了强有力的措施来保护自己和客户免受假冒零件的侵害，强烈建议客户直接从飞兆或其授权经销商处购买零件。

8.4 生命支持政策

安森美半导体产品不设计、不打算也未获授权用于生命支持系统、FDA 3 类医疗设备或在外国司法管辖区具有相同或类似分类的医疗设备，或任何打算植入人体的设备。

九、总结

FCB11N60 - N 沟道 SuperFET® MOSFET 凭借其出色的特性和性能，在开关电源等多个领域有着广泛的应用前景。电子工程师在使用该器件进行设计时，需要充分了解其各项参数和特性，结合实际应用需求进行合理选择和设计。同时，要关注安森美半导体收购飞兆半导体后带来的零件编号变化等相关信息。大家在实际设计过程中，有没有遇到过类似 MOSFET 器件的应用难题呢？欢迎在评论区分享交流。