Onsemi FQP17N40 N沟道MOSFET：特性与应用解析

作为一名电子工程师，在电源设计、功率转换等领域，MOSFET是我们常用的功率器件。今天就来深入解析Onsemi的FQP17N40这款N沟道增强型功率MOSFET。

文件下载：FQP17N40-D.pdf

1. 产品概述

FQP17N40采用了Onsemi专有的平面条纹和DMOS技术。这种先进的MOSFET技术经过特别设计，能够有效降低导通电阻，提供出色的开关性能和高雪崩能量强度。它适用于开关模式电源、有源功率因数校正（PFC）以及电子灯镇流器等应用场景。

2. 产品特性

2.1 电气参数

• 电流与电压：可承受16A的连续漏极电流（(TC = 25^{circ}C)），400V的漏源电压（(V{DSS})）。在脉冲情况下，漏极电流脉冲（(I_{DM})）可达64A。
• 导通电阻：在(V{GS}=10V)、(I{D}=8.0A)时，(R_{DS(on)})最大为270mΩ，典型值为0.21Ω，低导通电阻能减少功率损耗。
• 栅极电荷：栅极总电荷（(Q_g)）典型值为45nC，较低的栅极电荷有助于实现快速开关，降低开关损耗。
• 电容特性：反向传输电容（(C{rss})）典型值为30pF，输入电容（(C{iss})）在(V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1.0MHz)时，典型值为1800 - 2300pF，输出电容（(C_{oss})）典型值为270 - 350pF。

2.2 其他特性

• 雪崩测试：经过100%雪崩测试，单脉冲雪崩能量（(E{AS})）可达1000mJ，重复雪崩能量（(E{AR})）为17mJ，具有良好的雪崩耐量。
• 环保特性：该器件为无铅产品，符合环保要求。

3. 绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于正确使用和设计电路至关重要。以下是FQP17N40的主要绝对最大额定值：	参数	值	单位
漏源电压（(V_{DSS})）	400	V
连续漏极电流（(T_C = 25^{circ}C)）	16	A
连续漏极电流（(T_C = 100^{circ}C)）	10.1	A
脉冲漏极电流（(I_{DM})）	64	A
栅源电压（(V_{GS})）	±30	V
单脉冲雪崩能量（(E_{AS})）	1000	mJ
雪崩电流（(I_{AR})）	16	A
重复雪崩能量（(E_{AR})）	17	mJ
二极管恢复dv/dt峰值	4.5	V/ns
功率耗散（(T_C = 25^{circ}C)）	170	W
功率耗散降额（高于(25^{circ}C)）	1.35	W/°C
工作和存储温度范围	(-55) 至 (+150)	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8“，5秒）	300	°C

需要注意的是，超过这些最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

4. 热特性

热特性对于功率器件的性能和可靠性至关重要。FQP17N40的热阻参数如下：

• 结到外壳的热阻（(R_{theta JC})）最大为0.74°C/W。
• 结到环境的热阻（(R_{theta JA})）最大为62.5°C/W。

在设计散热方案时，需要根据实际的功率耗散和工作环境温度，合理选择散热片等散热措施，以确保器件工作在安全的温度范围内。

5. 电气特性

5.1 关断特性

• 漏源击穿电压（(BV_{DSS})）：在(V{GS}=0V)、(I{D}=250mu A)时，有相应的击穿电压值。
• 击穿电压温度系数（(Delta T_J)）：在(I_{D}=250mu A)、参考温度为(25^{circ}C)时，为0.44V/°C。
• 零栅压漏极电流（(I_{DSS})）：在(V{DS}=400V)、(V{GS}=0V)时，典型值为1μA；在(V_{DS}=320V)、(T_C = 125^{circ}C)时，典型值为10μA。
• 栅体泄漏电流：正向栅体泄漏电流（(I{GSSF})）在(V{GS}=30V)、(V{DS}=0V)时，典型值为100nA；反向栅体泄漏电流（(I{GSSR})）在(V{GS}=-30V)、(V{DS}=0V)时，典型值为 - 100nA。

5.2 导通特性

• 栅源阈值电压（(V_{GS(th)})）：在(V{DS}=V{GS})、(I_{D}=250mu A)时，范围为3.0 - 5.0V。
• 静态漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）：在(V{GS}=10V)、(I{D}=8.0A)时，典型值为0.21Ω，最大值为0.27Ω。
• 正向跨导（(g_{fs})）：在(V{DS}=50V)、(I{D}=8.0A)时，典型值为13。

5.3 动态特性

• 输入电容（(C_{iss})）：在(V{DS}=25V)、(V{GS}=0V)、(f = 1.0MHz)时，范围为1800 - 2300pF。
• 输出电容（(C_{oss})）：典型值为270 - 350pF。
• 反向传输电容（(C_{rss})）：典型值为30 - 40pF。

5.4 开关特性

• 导通延迟时间（(t_{d(on)})）：在(RG = 25Ω)、(V{DD}=200V)、(I_{D}=17.2A)时，范围为40 - 90ns。
• 导通上升时间（(t_r)）：范围为185 - 380ns。
• 关断延迟时间（(t_{d(off)})）：范围为90 - 190ns。
• 关断下降时间（(t_f)）：范围为105 - 220ns。
• 栅极总电荷（(Q_g)）：在(V{DS}=320V)、(I{D}=17.2A)、(V_{GS}=10V)时，范围为45 - 60nC。
• 栅源电荷（(Q_{gs})）：为11.4nC。
• 栅漏电荷（(Q_{gd})）：为21.7nC。

5.5 漏源二极管特性

• 最大脉冲漏源二极管正向电流（(I{S})）为16A，脉冲峰值电流（(I{SM})）为64A，正向电压（(V_{SD})）为1.5V。

6. 典型特性曲线

文档中提供了多个典型特性曲线，这些曲线直观地展示了器件在不同条件下的性能表现，例如：

• 导通区域特性曲线：展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。
• 传输特性曲线：体现了在不同温度下，漏极电流与栅源电压的关系。
• 导通电阻变化曲线：显示了导通电阻随漏极电流和栅源电压的变化情况。

通过分析这些曲线，我们可以更好地了解器件的性能，为电路设计提供依据。

7. 封装与订购信息

FQP17N40采用TO - 220 - 3封装，1000个/管（无铅）。对于卷带包装规格，可参考Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。

8. 总结

Onsemi的FQP17N40 N沟道MOSFET凭借其低导通电阻、良好的开关性能和高雪崩能量强度等特性，在开关模式电源、PFC等应用中具有很大的优势。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择器件，并注意其绝对最大额定值和热特性，以确保电路的性能和可靠性。大家在使用这款器件时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。