FQB8N90C - N-Channel QFET® MOSFET：设计高效开关电源的利器

在电子工程师的日常工作中，选择合适的功率场效应晶体管对于设计高效、可靠的电路至关重要。今天就来聊聊FAIRCHILD（现已并入ON Semiconductor）的FQB8N90C N-Channel QFET® MOSFET，看看它有哪些特性可以满足我们的设计需求。

文件下载：FQB8N90CTM-D.pdf

一、公司背景与产品编号变更

Fairchild Semiconductor已经成为ON Semiconductor的一部分。由于系统要求，部分Fairchild可订购的零件编号需要变更。具体来说，Fairchild零件编号中的下划线（_）将改为破折号（-）。大家要记得去ON Semiconductor官网核查更新后的器件编号，最新的订购信息可在www.onsemi.com上找到。如果对系统集成有疑问，可发邮件至[e-mail]。

二、FQB8N90C MOSFET概述

（一）产品描述

FQB8N90C是N沟道增强型功率场效应晶体管，采用了Fairchild专有的平面条纹DMOS技术。这种先进技术经过特别设计，能够减少导通电阻，提供出色的开关性能，并能承受雪崩和换向模式下的高能量脉冲，非常适合用于高效开关电源。

（二）产品特性

• 电参数优异：在 (V{GS}=10 V) 时，具有6.3 A的电流承载能力和900 V的耐压，最大导通电阻 (R{DS(on)}) 为1.9 Ω。
• 开关性能好：低栅极电荷（典型值35 nC）和低反馈电容 (C_{rss})（典型值12 pF），使得开关速度更快，能够降低开关损耗。
• 可靠性高：经过100%雪崩测试，并且具有改进的dv/dt能力，能适应更复杂的工作环境。

三、关键参数解读

（一）绝对最大额定值

绝对最大额定值反映了器件在正常工作时所能承受的极限条件，这是我们在设计电路时必须严格遵守的。	符号	参数	FQB8N90CTM	单位
(V_{DSS})	漏源电压	900	V
(I{D})（(T{C}=25^{circ} C) 连续）	漏极连续电流	6.3	A
(I{D})（(T{C}=100^{circ} C) 连续）	漏极连续电流	3.8	A
(I_{DM})（脉冲）	漏极脉冲电流	25	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	6.3	A
(E_{AR})	重复雪崩能量	17.1	mJ
(dv/dt)	峰值二极管恢复dv/dt	4.0	V/ns
(P{D})（(T{C}=25^{circ} C)）	功率耗散	171	W
(P{D})（(T{C}) 高于25°C降额）	功率耗散降额系数	1.37	W/°C
(T{J}), (T{STG})	工作和存储温度范围	-55 到 +150	°C
(T_{L})	焊接时最大引脚温度（距外壳1/8 "，5秒）	300	°C

这里大家思考一下，如果我们的电路工作温度较高，那么在选择工作电流时应该如何考虑呢？

（二）热特性

热特性对于保证器件的长期稳定工作非常重要。FQB8N90C的热阻参数如下：	符号	参数	FQB8N90CTM	单位
(R_{θJC})	结到壳的热阻（最大）	0.73	°C / W
(R_{θJA})	结到环境的热阻（最大）	40	°C / W

假设我们设计的电路功率损耗较大，为了保证器件温度不超过允许范围，应该采取哪些散热措施呢？

（三）电气特性

1. 关断特性

包括漏源击穿电压 (BVDSS)、击穿电压温度系数 (Delta BV{DSS}/Delta T{J}) 以及栅体泄漏电流等参数。这些参数决定了器件在关断状态下的性能，例如 (BVDSS) 在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=250 mu A) 时最小值为900 V，这表明器件能够承受较高的反向电压。

2. 导通特性

如阈值电压 (V_{GS(th)}) 和静态漏源电阻等。这些参数对于确定器件何时导通以及导通后的电阻大小非常关键。

3. 动态特性

包含输入电容 (C{iss})、输出电容 (C{oss}) 和反向传输电容 (C_{rss}) 等。这些电容参数会影响器件的开关速度和开关损耗。

4. 开关特性

例如开启延迟时间 (td(on))、关断延迟时间 (td(off)) 和总栅极电荷 (Q_{g}) 等。这些参数直接反映了器件的开关性能，我们在设计开关电源时，需要根据实际应用需求来考量这些参数。

5. 漏源二极管特性和最大额定值

涵盖了最大连续漏源二极管正向电流 (I{S})、最大脉冲漏源二极管正向电流 (I{SM}) 以及反向恢复时间 (t_{r}) 等。这些参数对于了解器件内部二极管的性能非常重要。

四、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，如图1 - 图12所示，它们直观地展示了器件在不同条件下的性能变化。比如，导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化曲线（图3），可以帮助我们了解在不同工作电流和栅极电压下，导通电阻的变化情况，从而优化电路设计，减少导通损耗。

这里的特性曲线就像是我们了解器件的“地图”，大家在实际设计中一定要充分利用这些曲线，才能更好地发挥器件的性能，你们在看这些曲线的时候有没有发现什么有趣的规律呢？

五、测试电路与波形

文档还提供了多种测试电路和波形，如栅极电荷测试电路、电阻开关测试电路、无钳位电感开关测试电路以及峰值二极管恢复dv/dt测试电路等（图13 - 图16）。这些测试电路和波形对于我们理解器件的工作原理和性能验证非常有帮助。在进行电路设计时，我们可以参考这些测试电路来搭建实验平台，对器件进行测试和验证。大家在实际测试中，有没有遇到过和文档中波形不太一样的情况呢？

六、机械尺寸与封装

FQB8N90C采用 (D^{2}-PAK) 封装，文档给出了详细的机械尺寸图（图17）。在进行电路板布局设计时，我们需要根据这些尺寸来合理安排器件的位置，确保电路板的布局紧凑、合理，同时还要考虑散热和电气性能的要求。在设计电路板时，封装尺寸和引脚布局可是需要重点关注的问题，大家有没有因为封装问题导致设计反复修改的经历呢？

七、其他注意事项

（一）商标与知识产权

ON Semiconductor拥有众多专利、商标、版权和商业秘密等知识产权。其产品相关的专利覆盖情况可在www.onsemi.com/site/pdf/Patent - Marking.pdf查询。这提醒我们在使用器件时，要尊重知识产权，避免侵权行为。

（二）产品责任与免责声明

ON Semiconductor对产品进行变更时可能不另行通知，且不保证产品适用于特定用途，不承担因产品应用或使用产生的任何责任。买家需要对使用其产品的应用负责，包括遵守相关法律法规和安全标准。同时，该产品不适合用于生命支持系统、FDA 3类医疗设备等特定应用。如果买家将其用于非授权应用，需承担相应责任。这就要求我们在设计产品时，要充分了解产品的适用范围，避免因不当使用而带来风险。

（三）产品状态定义

文档对产品状态进行了明确的定义，包括提前信息（设计阶段）、初步（首批生产）、无标识（全面生产）和过时（停产）。我们在选择器件时，要清楚产品的状态，优先选择处于全面生产阶段的产品，以确保产品的供应稳定性。

（四）订购与技术支持信息

提供了ON Semiconductor的文献订购、技术支持等相关信息，方便我们在需要时获取产品资料和技术帮助。

综上所述，FQB8N90C N - Channel QFET® MOSFET凭借其优异的性能和特性，在高效开关电源领域具有很大的应用潜力。但在实际应用中，我们需要充分了解其各项参数和特性，结合具体的设计需求，合理选择和使用该器件，同时要注意遵守相关的规定和要求，确保设计的电路安全、可靠、高效。你在使用类似的MOSFET时，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享。