深入解析 onsemi FQA8N100C N 沟道 MOSFET

在电源设计领域，选择合适的 MOSFET 至关重要。今天我们来深入解析 onsemi 公司的 FQA8N100C N 沟道 MOSFET，看看它有哪些特性和优势，能为我们的设计带来怎样的便利。

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一、产品概述

FQA8N100C 是一款 1000V、8A 的 N 沟道增强型功率场效应晶体管，采用了 onsemi 专有的平面条纹 DMOS 技术。这种先进技术经过特别设计，旨在最小化导通电阻，提供卓越的开关性能，并能在雪崩和换向模式下承受高能量脉冲。因此，该器件非常适合用于高效开关模式电源。

二、产品特性

1. 低导通电阻

在 $V{GS}=10V$、$I{D}=4A$ 的条件下，$R_{DS(on)}$ 最大为 1.45Ω，典型值为 1.2Ω。低导通电阻有助于降低功率损耗，提高电源效率。

2. 低栅极电荷

典型栅极电荷为 53nC，这意味着在开关过程中，能够更快地对栅极进行充放电，从而减少开关时间，降低开关损耗。

3. 低反馈电容

典型的 $C_{rss}$ 为 16pF，低反馈电容可以减少米勒效应的影响，提高开关速度和稳定性。

4. 100% 雪崩测试

经过 100% 雪崩测试，表明该器件在雪崩模式下具有良好的可靠性和稳定性，能够承受高能量脉冲。

5. 环保特性

该器件符合无铅、无卤化物和 RoHS 标准，符合环保要求。

三、最大额定值

Symbol	Parameter	Value	Unit
$V_{DSS}$	漏源电压	1000	V
$I_{D}$	连续漏极电流（$T{C}=25^{circ}C$）/（$T{C}=100^{circ}C$）	8 / 5	A
$I_{DM}$	脉冲漏极电流	32	A
$V_{GSS}$	栅源电压	± 30	V
$E_{AS}$	单脉冲雪崩能量	850	mJ
$I_{AR}$	雪崩电流	8	A
$E_{AR}$	重复雪崩能量	22.5	mJ
$dv/dt$	峰值二极管恢复 dv/dt	4.0	V/ns
$P_{D}$	功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$）/ 25°C 以上降额	225 / 1.79	W / W/°C
$T{J},T{STG}$	工作和存储温度范围	-55 到 +150	°C
$T_{L}$	焊接用最大引脚温度（距外壳 1/8”，5 秒）	300	°C

需要注意的是，应力超过最大额定值表中列出的值可能会损坏器件。如果超过这些限制，不能保证器件的功能正常，可能会发生损坏并影响可靠性。

四、热特性

Symbol	Parameter	Value	Unit
$R_{θJC}$	结到外壳的热阻，最大	0.56	°C/W
$R_{θCS}$	外壳到散热片的热阻，典型	0.24	°C/W
$R_{θJA}$	结到环境的热阻，最大	40	°C/W

良好的热特性对于 MOSFET 的可靠运行至关重要。在设计散热系统时，需要根据这些热阻参数来选择合适的散热片，确保器件在工作过程中能够有效地散热，避免温度过高影响性能和寿命。

五、电气特性

1. 关断特性

• 漏源击穿电压 $BVDSS$：在 $V{GS}=0V$、$I{D}=250mu A$ 时，最小值为 1000V。
• 击穿电压温度系数 $Delta BV{DSS}/Delta T{J}$：在 $I_{D}=250mu A$ 时，典型值为 1.4V/°C。
• 零栅压漏极电流 $I{DSS}$：在 $V{DS}=1000V$、$V{GS}=0V$ 时，最大值为 10μA；在 $V{DS}=800V$、$T_{C}=125^{circ}C$ 时，最大值为 100μA。
• 栅体泄漏电流 $I{GSSF}$ 和 $I{GSSR}$：分别在 $V{GS}=30V$、$V{DS}=0V$ 和 $V{GS}=-30V$、$V{DS}=0V$ 时，最大值为 ±100nA。

2. 导通特性

• 栅极阈值电压 $V{GS(th)}$：在 $V{DS}=V{GS}$、$I{D}=250mu A$ 时，最小值为 3.0V，最大值为 5.0V。
• 静态漏源导通电阻 $R{DS(on)}$：在 $V{GS}=10V$、$I_{D}=4A$ 时，典型值为 1.2Ω，最大值为 1.45Ω。
• 正向跨导 $g{fs}$：在 $V{DS}=50V$、$I_{D}=4A$ 时，典型值为 8.0S。

3. 动态特性

• 输入电容 $C{iss}$：在 $V{DS}=25V$、$V_{GS}=0V$、$f = 1.0MHz$ 时，典型值为 2475pF，最大值为 3220pF。
• 输出电容 $C_{oss}$：典型值为 195pF，最大值为 255pF。
• 反向传输电容 $C_{rss}$：典型值为 16pF，最大值为 24pF。

4. 开关特性

• 导通延迟时间 $t{d(on)}$：在 $V{DD}=500V$、$I_{D}=8A$ 时，典型值为 50ns，最大值为 110ns。
• 导通上升时间 $t{r}$：在 $R{G}=25Omega$ 时，典型值为 95ns，最大值为 200ns。
• 关断延迟时间 $t_{d(off)}$：典型值为 122ns，最大值为 254ns。
• 关断下降时间 $t_{f}$：典型值为 80ns，最大值为 170ns。
• 总栅极电荷 $Q{g}$：在 $V{DS}=800V$、$I_{D}=8A$ 时，典型值为 53nC，最大值为 70nC。
• 栅源电荷 $Q_{gs}$：典型值为 13nC。
• 栅漏电荷 $Q_{gd}$：典型值为 23nC。

5. 漏源二极管特性和最大额定值

• 最大连续漏源二极管正向电流 $I_{S}$：为 8A。
• 最大脉冲漏源二极管正向电流 $I_{SM}$：为 32A。
• 漏源二极管正向电压 $V{SD}$：在 $V{GS}=0V$、$I_{S}=8A$ 时，典型值为 1.4V。
• 反向恢复时间 $t{rr}$：在 $V{GS}=0V$、$I{S}=8A$、$dI{F}/dt = 100A/mu s$ 时，为 620ns。
• 反向恢复电荷 $Q_{rr}$：为 5.2μC。

六、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，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，从而进行合理的设计和优化。

七、测试电路和波形

文档还提供了栅极电荷测试电路及波形、电阻性开关测试电路及波形、非钳位电感开关测试电路及波形和峰值二极管恢复 dv/dt 测试电路及波形等。这些测试电路和波形可以帮助工程师进行实际的测试和验证，确保器件在实际应用中的性能符合要求。

八、机械封装和尺寸

FQA8N100C 采用 TO - 3P - 3LD 封装，符合 EIAJ SC - 65 标准，为隔离封装。文档中给出了详细的封装尺寸和公差要求，工程师在设计 PCB 时需要根据这些尺寸进行合理的布局和布线。

九、总结

FQA8N100C N 沟道 MOSFET 具有低导通电阻、低栅极电荷、低反馈电容等优点，适用于高效开关模式电源等应用。在使用该器件时，需要注意其最大额定值和热特性，合理设计散热系统，确保器件在安全可靠的条件下工作。同时，通过参考典型特性曲线和测试电路，可以更好地优化电路设计，提高产品性能。

大家在实际应用中，是否遇到过类似 MOSFET 的选型和设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。