onsemi FDA24N40F MOSFET：高性能开关利器

在电子工程师的日常设计中，MOSFET是不可或缺的重要元件。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）的一款高性能N沟道MOSFET——FDA24N40F。

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一、产品概述

FDA24N40F属于安森美的UniFET MOSFET家族，这是基于平面条纹和DMOS技术的高压MOSFET系列。该系列MOSFET旨在降低导通电阻，提供更好的开关性能和更高的雪崩能量强度。其中，UniFET FRFET MOSFET通过寿命控制增强了体二极管的反向恢复性能，其反向恢复时间（trr）小于100 ns，反向dv/dt抗扰度为15 V/ns，而普通平面MOSFET的trr超过200 ns，dv/dt抗扰度仅为4.5 V/ns。这一特性使得在某些对MOSFET体二极管性能要求较高的应用中，可以去除额外的元件，提高系统的可靠性。

这款MOSFET适用于开关电源转换器应用，如功率因数校正（PFC）、平板显示（FPD）电视电源、ATX电源和电子灯镇流器等。

二、关键特性

1. 低导通电阻

在 (V{GS}=10 V)，(I{D}=11.5 A) 的条件下，典型导通电阻 (R_{DS(on)}) 为150 mΩ，这有助于降低功率损耗，提高电源效率。

2. 低栅极电荷

典型栅极电荷仅为46 nC，这意味着在开关过程中，对栅极的充电和放电所需的能量较少，从而可以实现更快的开关速度，减少开关损耗。

3. 低 (C_{rss})

典型 (C_{rss}) 为25 pF，较低的反向传输电容可以降低米勒效应的影响，提高开关的稳定性和可靠性。

4. 100%雪崩测试

经过100%雪崩测试，保证了器件在雪崩状态下的可靠性和稳定性，能够承受较高的能量冲击。

5. RoHS合规

符合RoHS标准，环保无污染，满足现代电子产品对环保的要求。

三、主要参数

1. 最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	400	V
栅源电压	(V_{GSS})	± 30	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ} C)）	(I_{D})	23	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ} C)）	(I_{D})	13.8	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	92	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	1190	mJ
雪崩电流	(I_{AR})	23	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	23.5	mJ
峰值二极管恢复dv/dt	(dv/dt)	4.5	V/ns
功率耗散（(T_{C}=25^{circ} C)）	(P_{D})	235	W
高于 (25^{circ} C) 时的降额系数		1.8	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

2. 电气特性

• 关断特性：漏源击穿电压 (BVDSS) 在 (ID = 250 A)，(VGS = 0 V)，(TJ = 25°C) 时为400 V，击穿电压温度系数为0.5 V/°C。
• 导通特性：栅极阈值电压 (VGS(th)) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=250 mu A) 时为3.0 - 5.0 V；静态漏源导通电阻 (R{DS}(on)) 在 (V{GS}=10 V)，(I{D}=11.5 A) 时典型值为0.15 Ω，最大值为0.19 Ω。
• 动态特性：输入电容 (C{iss}) 在 (V{DS}=25 V)，(V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz) 时典型值为2280 pF，最大值为3030 pF；输出电容 (C{oss}) 典型值为370 pF，最大值为490 pF；反向传输电容 (C_{rss}) 典型值为25 pF，最大值为38 pF。
• 开关特性：开通延迟时间 (td(on)) 在 (V{DS}=200 V)，(I{D}=23 A)，(V{GS}=10 V)，(R{G}=25 Omega) 时为40 - 90 ns；开通上升时间 (tr) 为92 - 195 ns；关断延迟时间 (td(off)) 为120 - 250 ns；关断下降时间 (tf) 为75 - 160 ns。
• 漏源二极管特性：最大连续漏源二极管正向电流 (Is) 为23 A，最大脉冲漏源二极管正向电流 (IsM) 为92 A，漏源二极管正向电压 (VSD) 在 (VGS = 0 V)，(ISD = 23 A) 时为1.5 V，反向恢复时间 (trr) 在 (V{GS}=0 V)，(I{SD}=23 A)，(dl_{F} / dt=100 A / mu s) 时为110 ns，反向恢复电荷 (Qm) 为0.3 μC。

四、典型性能曲线

文档中给出了多个典型性能曲线，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、最大安全工作区、最大漏极电流随外壳温度的变化以及瞬态热响应曲线等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能表现，从而进行合理的设计和应用。

五、封装信息

FDA24N40F采用TO - 3P - 3LD封装，每管装450个器件。该封装符合EIAJ SC - 65封装标准，所有尺寸以毫米为单位，尺寸和公差遵循ASME14.5 - 2009标准。

六、总结与思考

总的来说，onsemi的FDA24N40F MOSFET凭借其低导通电阻、低栅极电荷、低 (C_{rss}) 以及良好的雪崩性能等优势，在开关电源转换器等应用中具有很大的潜力。作为电子工程师，在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，结合器件的各项参数和性能曲线，合理选择和使用这款MOSFET。同时，也要注意器件的最大额定值，避免超过其极限参数导致器件损坏。大家在使用这款MOSFET的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。