探索 onsemi FCH104N60F MOSFET：高性能与可靠性的完美结合

在电子工程领域，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是电源管理和开关电路中不可或缺的关键元件。今天，我们将深入探讨 onsemi 公司推出的 FCH104N60F N 沟道 SUPERFET II FRFET MOSFET，了解其特点、性能和应用。

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一、产品概述

FCH104N60F 属于 onsemi 的 SUPERFET II 系列，这是全新的高压超结（SJ）MOSFET 家族，采用了电荷平衡技术，具备出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。该技术旨在最大程度减少传导损耗，提供卓越的开关性能、dv/dt 速率和更高的雪崩能量。因此，FCH104N60F 非常适合用于各种开关电源应用，如功率因数校正（PFC）、服务器/电信电源、平板电视电源、ATX 电源和工业电源等。此外，其优化的体二极管反向恢复性能能够去除额外的元件，提高系统的可靠性。

二、产品特性

1. 电气性能

• 耐压与电流：在 (T_J = 150^{circ}C) 时，耐压可达 650V；连续漏极电流在 (T_C = 25^{circ}C) 时为 37A，(T_C = 100^{circ}C) 时为 24A，脉冲漏极电流可达 111A。
• 导通电阻：典型 (R_{DS(on)} = 98 mOmega)，最大为 104 mΩ，低导通电阻有助于降低功率损耗。
• 栅极电荷：超低栅极电荷，典型 (Q_g = 107 nC)，能够减少开关损耗，提高开关速度。
• 输出电容：低有效输出电容，典型 (C_{oss(eff.)} = 109 pF)，有助于降低开关过程中的能量损耗。

2. 其他特性

• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，保证了产品在雪崩状态下的可靠性。
• 环保特性：该器件无铅、无卤，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

三、绝对最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	600	V
栅源电压（直流）	(V_{GSS})	±20	V
栅源电压（交流，(f > 1 Hz)）	(V_{GSS})	±30	V
连续漏极电流（(T_C = 25^{circ}C)）	(I_D)	37	A
连续漏极电流（(T_C = 100^{circ}C)）	(I_D)	24	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	111	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	809	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	6.8	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	3.57	mJ
MOSFET dv/dt	(dv/dt)	100	V/ns
峰值二极管恢复 dv/dt		50
功率耗散（(T_C = 25^{circ}C)）	(P_D)	357	W
25°C 以上降额		2.85	W/°C
工作和存储温度范围	(TJ, T{STG})	-55 至 +150	°C
焊接时最大引线温度（距外壳 1/8″，5s）	(T_L)	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。

四、电气特性

1. 关断特性

• 漏源击穿电压：在 (V_{GS} = 0 V)，(I_D = 10 mA)，(T_J = 25^{circ}C) 时为 600V；(T_J = 150^{circ}C) 时为 650V。
• 零栅压漏极电流：在 (V{DS} = 600 V)，(V{GS} = 0 V) 时为 10 μA；(V{DS} = 480 V)，(V{GS} = 0 V)，(T_C = 125^{circ}C) 时为 -16 μA。
• 栅体泄漏电流：在 (V{GS} = ±20 V)，(V{DS} = 0 V) 时为 ±100 nA。

2. 导通特性

• 栅极阈值电压：在 (V{GS} = V{DS})，(I_D = 250 μA) 时为 3 - 5V。
• 静态漏源导通电阻：在 (V_{GS} = 10 V)，(I_D = 18.5 A) 时，典型值为 98 mΩ，最大值为 104 mΩ。
• 正向跨导：在 (V_{DS} = 20 V)，(I_D = 18.5 A) 时为 47 S。

3. 动态特性

• 输入电容：在 (V{DS} = 100 V)，(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz) 时，典型值为 4475 pF，最大值为 5950 pF。
• 输出电容：在 (V{DS} = 380 V)，(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz) 时为 75 pF。
• 反向传输电容：典型值为 1.5 pF，最大值为 2.5 pF。
• 有效输出电容：在 (V{DS}) 从 0V 到 480V，(V{GS} = 0 V) 时为 109 pF。
• 总栅极电荷：在 (V_{DS} = 380 V)，(ID = 18.5 A)，(V{GS} = 10 V) 时，典型值为 107 nC，最大值为 139 nC。

4. 开关特性

• 导通延迟时间：在 (V_{DD} = 380 V)，(ID = 18.5 A)，(V{GS} = 10 V)，(R_G = 4.7 Ω) 时，典型值为 34 ns，最大值为 78 ns。
• 导通上升时间：典型值为 24 ns，最大值为 58 ns。
• 关断延迟时间：典型值为 98 ns，最大值为 206 ns。
• 关断下降时间：典型值为 5 ns，最大值为 20 ns。

5. 漏源二极管特性

• 最大脉冲源电流：(I_{SM} = 111 A)。
• 反向恢复时间：在 (V{GS} = 0 V)，(I{SD} = 18.5 A) 时为 144 ns。
• 反向恢复电荷：为 0.91 μC。

五、典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，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、(E_{oss}) 随漏极源电压的变化以及瞬态热响应曲线等。这些曲线能够帮助工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现，为电路设计提供参考。

六、封装与订购信息

FCH104N60F 采用 TO - 247 封装，包装方式为管装，每管 30 个。具体的订购和发货信息可参考数据手册第 2 页。

七、应用领域

FCH104N60F 适用于多种电源应用，包括：

• 电信/服务器电源：满足高效、可靠的电源需求。
• 工业电源：为工业设备提供稳定的电力支持。
• 电动汽车充电器：在电动汽车充电领域发挥重要作用。
• 不间断电源（UPS）/太阳能电源：保障电源的稳定性和可靠性。

八、总结

onsemi 的 FCH104N60F MOSFET 凭借其出色的性能和可靠性，在开关电源应用中具有很大的优势。其低导通电阻、低栅极电荷和优化的体二极管反向恢复性能，能够有效降低功率损耗，提高系统效率和可靠性。工程师在设计相关电路时，可以根据实际需求参考其电气特性和典型性能曲线，合理选择和使用该器件。你在使用类似 MOSFET 器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。