Onsemi FDP12N60NZ与FDPF12N60NZ MOSFET技术剖析

在电子设计领域，MOSFET作为关键的功率器件，其性能的优劣直接影响到整个电路的效率与稳定性。今天我们来深入剖析Onsemi公司的FDP12N60NZ与FDPF12N60NZ这两款N沟道MOSFET。

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产品概述

这两款MOSFET属于Onsemi的UniFET II系列，基于先进的平面条纹和DMOS技术打造。UniFET II系列在平面MOSFET中拥有最小的导通电阻，同时具备出色的开关性能和较高的雪崩能量强度。其内部的栅源ESD二极管使得该系列MOSFET能够承受超过2 kV的HBM浪涌应力。该系列产品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。

产品特性

低导通电阻

在(V{GS}=10 V)，(I{D}=6 A)的典型条件下，(R_{DS(on)})为530 mΩ，这有助于降低功率损耗，提高电路效率。大家在实际设计中，低导通电阻能带来哪些具体的优势呢？

低栅极电荷

典型值为26 nC的低栅极电荷，可减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度。

低(C_{rss})

典型值为12 pF的(C_{rss})，有利于降低开关过程中的米勒效应，提升开关性能。

其他特性

• 100%雪崩测试，保证了产品的可靠性。
• 改进的dv/dt能力，增强了器件在高速开关时的稳定性。
• 增强的ESD能力，提高了器件的抗静电能力。
• 符合RoHS标准，满足环保要求。

产品参数

最大额定值

符号	参数	FDP12N60NZ	FDPF12N60NZ	单位
(V_{DSS})	漏源电压	600	600	V
(V_{GSS})	栅源电压	±30	±30	V
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=25^{circ}C)）	12	12*	A
(I_{D})	漏极电流（连续，(T_{C}=100^{circ}C)）	7.2	7.2*	A
(I_{DM})	脉冲漏极电流	48	48*	A
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	565	565	mJ
(I_{AR})	雪崩电流	12	12	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	24	24	mJ
(dv/dt)	MOSFET dv/dt鲁棒性	20	20	V/ns
峰值二极管恢复dv/dt	10	10	V/ns
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	240	39	W
(P_{D})	降额系数（(T_{C}>25^{circ}C)）	2.0	0.3	W/°C
(T{J},T{STG})	工作和存储温度范围	-55 至 +150	-55 至 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（距外壳1/8"，5秒）	300	300	°C

需要注意的是，漏极电流受最大结温限制。

热特性

符号	参数	FDP12N60NZ	FDPF12N60NZ	单位
(R_{theta JC})	结到外壳热阻（最大）	0.52	3.2	°C/W
(R_{theta JA})	结到环境热阻（最大）	62.5	62.5	°C/W

电气特性

在(T{J}=25^{circ}C)的条件下，涵盖了关断特性、导通特性、动态特性、开关特性和漏源二极管特性等多个方面。例如，关断特性中的漏源击穿电压(B{V DSS})为600 V；导通特性中，(V{GS(th)})（栅极阈值电压）在3 - 5 V之间，(R{DS(on)})（静态漏源导通电阻）在典型条件下为0.53 Ω，最大为0.65 Ω。

典型性能特性

导通区域特性

通过图1可以看到不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。这对于我们理解器件在不同工作条件下的导通性能非常有帮助。大家在实际应用中，如何根据这个特性来选择合适的工作点呢？

转移特性

图2展示了在不同温度下，漏极电流与栅源电压的关系。温度对器件的转移特性有显著影响，在设计时需要充分考虑。

导通电阻变化特性

图3和图8分别展示了导通电阻随漏极电流、栅源电压以及温度的变化关系。了解这些特性有助于我们在不同工况下合理使用器件，降低功率损耗。

电容特性

图5展示了输入电容(C{iss})、输出电容(C{oss})和反向传输电容(C_{rss})随漏源电压的变化关系。电容特性对开关速度和开关损耗有重要影响。

栅极电荷特性

图6展示了总栅极电荷随栅源电压和漏源电压的变化关系。低栅极电荷有利于提高开关速度和降低开关损耗。

击穿电压变化特性

图7展示了漏源击穿电压随温度的变化关系。在高温环境下，击穿电压会发生一定的变化，设计时需要考虑这一因素。

最大安全工作区

图9和图10展示了两款器件的最大安全工作区。在设计电路时，必须确保器件的工作点在安全工作区内，以避免器件损坏。

最大漏极电流与外壳温度关系

图11展示了最大漏极电流随外壳温度的变化关系。随着温度升高，最大漏极电流会降低，这是由于器件的散热能力和热稳定性限制。

瞬态热响应曲线

图12和图13分别展示了两款器件的瞬态热响应曲线。了解瞬态热响应特性有助于我们在脉冲工作条件下合理设计散热系统。

应用领域

这两款MOSFET适用于多种领域，如LCD、LED、PDP电视，照明以及不间断电源等。在这些应用中，其高性能的特性能够充分发挥作用，提高系统的效率和稳定性。

封装信息

FDP12N60NZ采用TO - 220封装，FDPF12N60NZ采用TO - 220F封装，均以1000个/管的方式发货。同时，文档还提供了详细的机械外壳外形和封装尺寸信息，方便工程师进行PCB设计。

Onsemi的FDP12N60NZ与FDPF12N60NZ MOSFET凭借其出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在设计开关电源转换器等电路时提供了可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计需求，充分考虑器件的各项特性和参数，以确保电路的性能和可靠性。大家在使用这两款器件时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。