探索 onsemi N 沟道 QFET：FQB4N80 MOSFET 深度解析

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET 是不可或缺的关键器件，它广泛应用于各种电源和开关电路中。今天，我们将聚焦 onsemi 推出的 N 沟道增强型功率 MOSFET——FQB4N80，深入探讨其特性、性能参数以及实际应用中的关注点。

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产品概述

FQB4N80 采用 onsemi 专有的平面条纹和 DMOS 技术制造。这种先进技术旨在降低导通电阻，同时提供卓越的开关性能和高雪崩能量强度。该器件适用于开关电源、有源功率因数校正（PFC）和电子灯镇流器等应用。

关键特性

电气性能

• 高耐压与大电流：具备 800V 的漏源电压（(V{DSS})）和 3.9A 的连续漏极电流（(I{D})，(T_{C}=25^{circ}C)），能够满足高电压、大电流的应用需求。
• 低导通电阻：在 (V{GS}=10V)、(I{D}=1.95A) 条件下，(R_{DS(on)}) 最大为 3.6Ω，典型值为 2.8Ω，可有效降低导通损耗。
• 低栅极电荷：典型栅极电荷（(Q_{g})）为 19nC，有助于减少开关损耗，提高开关速度。
• 低反馈电容：反向传输电容（(C_{rss})）典型值为 8.6pF，可降低米勒效应的影响，提升开关性能。

可靠性

• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，单脉冲雪崩能量（(E{AS})）为 460mJ，重复雪崩能量（(E{AR})）为 13mJ，保证了器件在恶劣环境下的可靠性。
• 无铅无卤：符合环保要求，满足现代电子设备对绿色环保的需求。

最大额定值

符号	参数	数值	单位
(V_{DSS})	漏源电压	800	V
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	3.9	A
(I_{D})	连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	2.47	A
(I_{DM})	脉冲漏极电流	15.6	A
(V_{GSS})	栅源电压	±30	V
(E_{AS})	单脉冲雪崩能量	460	mJ
(I_{AR})	雪崩电流	3.9	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	13	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复 (dv/dt)	4.0	V/ns
(P_{D})	功率耗散（(T_{A}=25^{circ}C)）	3.13	W
(P_{D})	功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)），25°C 以上降额	130	W
	降额系数	1.04	W/°C
(T{J})，(T{STG})	工作和存储温度范围	-55 至 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8”，5 秒）	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。

热特性

• 结到外壳热阻（(R_{θJC})）：最大值为 0.96°C/W，良好的热传导性能有助于将芯片产生的热量快速传递到外壳。
• 结到环境热阻（(R_{θJA})）：最小 2oz 铜焊盘时最大值为 62.5°C/W，1in² 2oz 铜焊盘时最大值为 40°C/W。在设计散热方案时，需要根据实际应用选择合适的焊盘尺寸，以确保器件在正常工作温度范围内。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（(B_{V DSS})）：在 (V{GS}=0V)、(I{D}=250mu A) 条件下，最小值为 800V。
• 击穿电压温度系数（(Delta B{V DSS}/Delta T{J})）：在 (I_{D}=250mu A) 时，典型值为 0.95V/°C。
• 零栅压漏极电流（(I_{DSS})）：在 (V{DS}=800V)、(V{GS}=0V) 时，最大值为 10μA；在 (V{DS}=640V)、(T{C}=125^{circ}C) 时，最大值为 100μA。
• 栅体正向和反向泄漏电流（(I{GSSF})、(I{GSSR})）：在 (V{GS}=pm30V)、(V{DS}=0V) 时，最大值分别为 100nA 和 -100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压（(V_{GS(th)})）：在 (V{DS}=V{GS})、(I_{D}=250mu A) 条件下，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}=1.95A) 时，典型值为 2.8Ω，最大值为 3.6Ω。
• 正向跨导（(g_{fs})）：在 (V{DS}=50V)、(I{D}=1.95A) 时，典型值为 3.8S。

动态特性

• 输入电容（(C_{iss})）：在 (V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1.0MHz) 条件下，典型值为 680pF，最大值为 880pF。
• 输出电容（(C_{oss})）：典型值为 75pF，最大值为 100pF。
• 反向传输电容（(C_{rss})）：典型值为 8.6pF，最大值为 12pF。

开关特性

• 开启延迟时间（(t_{d(on)})）：在 (V{DD}=400V)、(I{D}=3.9A)、(R_{G}=25Omega) 条件下，典型值为 40ns，最小值为 16ns。
• 开启上升时间（(t_{r})）：典型值为 100ns，最小值为 45ns。
• 关断延迟时间（(t_{d(off)})）：典型值为 80ns，最小值为 35ns。
• 关断下降时间（(t_{f})）：典型值为 80ns，最小值为 35ns。
• 总栅极电荷（(Q_{g})）：在 (V{DS}=640V)、(I{D}=3.9A)、(V_{GS}=10V) 时，典型值为 25nC，最小值为 19nC。
• 栅源电荷（(Q_{gs})）：典型值为 4.2nC。
• 栅漏电荷（(Q_{gd})）：典型值为 9.1nC。

漏源二极管特性

• 最大连续和脉冲漏源二极管正向电流（(I{S})、(I{SM})）：分别为 3.9A 和 15.6A。
• 漏源二极管正向电压（(V_{SD})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=3.9A) 时，典型值为 1.4V。
• 反向恢复时间（(t_{rr})）：在 (V{GS}=0V)、(I{S}=3.9A)、(dI_{F}/dt = 100A/mu s) 条件下，典型值为 575ns。
• 反向恢复电荷（(Q_{rr})）：典型值为 3.65μC。

典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，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极电流和温度的变化、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、瞬态热响应曲线等。这些曲线有助于工程师深入了解器件在不同工作条件下的性能表现，从而优化电路设计。

封装与订购信息

FQB4N80 采用 D2PAK - 3（TO - 263，3 引脚）封装，订购型号为 FQB4N80TM，每盘 800 个，采用卷带包装。在使用时，需要注意封装的尺寸和引脚定义，确保正确安装和焊接。

总结与思考

FQB4N80 作为 onsemi 推出的高性能 N 沟道 MOSFET，在高电压、大电流应用中具有显著优势。其低导通电阻、低栅极电荷和良好的开关性能，能够有效降低功耗，提高电路效率。然而，在实际应用中，我们还需要根据具体的电路需求和工作条件，合理选择器件，并注意其最大额定值和热特性，以确保器件的可靠性和稳定性。

作为电子工程师，你在使用 MOSFET 时遇到过哪些挑战？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。