探索 onsemi FCB099N65S3：高性能 N 沟道 MOSFET 的卓越之选

在电子工程师的设计世界里，选择合适的 MOSFET 至关重要。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 FCB099N65S3，一款 650V、30A 的 N 沟道 SUPERFET III MOSFET，看看它如何在各类应用中展现卓越性能。

文件下载：FCB099N65S3-D.PDF

产品概述

SUPERFET III MOSFET 是 onsemi 全新的高压超结（SJ）MOSFET 系列，采用电荷平衡技术，具备出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种先进技术旨在最小化传导损耗，提供卓越的开关性能，并能承受极高的 dv/dt 速率。FCB099N65S3 作为该系列的一员，属于 Easy drive 系列，有助于管理 EMI 问题，使设计实施更加轻松。

关键特性

电气性能

• 耐压与电流：在 (T{J}=150^{circ}C) 时，耐压可达 700V；连续漏极电流在 (T{C}=25^{circ}C) 时为 30A，(T_{C}=100^{circ}C) 时为 19A，脉冲漏极电流可达 75A。
• 导通电阻：典型 (R_{DS(on)} = 79 mOmega)，能有效降低传导损耗。
• 栅极电荷：超低栅极电荷（典型 (Q_{g}=61 nC)），有助于减少开关损耗，提高开关速度。
• 输出电容：低有效输出电容（典型 (C_{oss(eff.) }=544 pF)），可降低开关过程中的能量损耗。

可靠性

• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，确保在极端条件下的可靠性。
• 环保合规：这些器件无铅且符合 RoHS 标准，满足环保要求。

应用领域

• 电信/服务器电源：在电信和服务器电源中，FCB099N65S3 的高性能和可靠性能够满足电源的高效转换和稳定输出需求。
• 工业电源：工业环境对电源的稳定性和可靠性要求极高，该 MOSFET 能够在复杂的工业环境中稳定工作。
• UPS/太阳能：在不间断电源（UPS）和太阳能系统中，FCB099N65S3 的高效性能有助于提高能源转换效率，降低系统成本。

绝对最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	650	V
栅源电压（DC）	(V_{GSS})	(pm30)	V
栅源电压（AC，f > 1 Hz）	(V_{GSS})	(pm30)	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	30	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	19	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	75	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	145	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	4.4	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	2.27	mJ
MOSFET dv/dt	(dv/dt)	100	V/ns
峰值二极管恢复 dv/dt	(dv/dt)	20	V/ns
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	227	W
25°C 以上降额系数	(P_{D}) derate	1.82	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（距外壳 1/8″，5 秒）	(T_{L})	300	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=1 mA)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 650V；(T{J}=150^{circ}C) 时为 700V。
• 击穿电压温度系数：(I_{D}=1 mA) 时，参考 25°C 为 0.68 V/°C。
• 零栅压漏极电流：(V{DS}=650 V)，(V{GS}=0 V) 时为 1 μA；(V{DS}=520 V)，(T{C}=125^{circ}C) 时为 1.4 μA。
• 栅体泄漏电流：(V{GS}=pm30 V)，(V{DS}=0 V) 时为 (pm100 nA)。

导通特性

• 栅极阈值电压：(V{GS}=V{DS})，(I_{D}=0.74 mA) 时，范围为 2.5 - 4.5V。
• 静态漏源导通电阻：(V{GS}=10V)，(I{D}=15A) 时，典型值为 79 mΩ，最大值为 99 mΩ。
• 正向跨导：(V{DS}=20V)，(I{D}=15A) 时，典型值为 19 S。

动态特性

• 输入电容：(V{DS}=400 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时为 2480 pF。
• 输出电容：55 pF。
• 有效输出电容：(V{DS}=0 V) 至 400 V，(V{GS}=0 V) 时为 544 pF。
• 能量相关输出电容：(V{DS}=0 V) 至 400 V，(V{GS}=0 V) 时为 78 pF。
• 总栅极电荷：在 (V{DS}=400 V)，(I{D}=15 A)，(V_{GS}=10 V) 时为 61 nC。
• 栅源栅极电荷：15 nC。
• 栅漏“米勒”电荷：25 nC。
• 等效串联电阻：(f = 1 MHz) 时为 0.4 Ω。

开关特性

• 开通延迟时间、关断延迟时间和关断下降时间等参数也有明确规定。

源漏二极管特性

• 最大连续源漏二极管正向电流：30A。
• 最大脉冲源漏二极管正向电流：75A。
• 源漏二极管正向电压：(V{GS}=0V)，(I{SD}=15A) 时为 1.2V。
• 反向恢复时间：(V{DD}=400 V)，(I{SD}=15 A)，(di/dt=100 A/μs) 时为 408 ns。
• 反向恢复电荷：8.4 μC。

典型性能特性

文档中提供了多个典型性能特性曲线，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、体二极管正向电压随源电流和温度的变化、电容特性、栅极电荷特性、击穿电压随温度的变化、导通电阻随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流随壳温的变化、(E_{oss}) 随漏源电压的变化以及瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现。

封装与订购信息

FCB099N65S3 采用 D2−PAK 封装，卷盘尺寸为 330 mm，胶带宽度为 24 mm，每卷 800 个。关于胶带和卷盘规格的详细信息，请参考 Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。

总结

onsemi 的 FCB099N65S3 MOSFET 凭借其出色的电气性能、高可靠性和广泛的应用领域，为电子工程师提供了一个优秀的选择。在设计过程中，工程师可以根据具体的应用需求，结合器件的各项特性，充分发挥其优势，实现高效、稳定的电路设计。你在使用类似 MOSFET 时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。