onsemi FDP51N25与FDPF51N25 MOSFET深度解析

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET是不可或缺的关键元件。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的两款N沟道MOSFET——FDP51N25和FDPF51N25，看看它们在性能、特性和应用方面有哪些独特之处。

文件下载：FDPF51N25RDTU-D.PDF

产品概述

FDP51N25和FDPF51N25属于安森美的UniFET MOSFET系列，这是基于平面条纹和DMOS技术的高压MOSFET家族。其设计目标是降低导通电阻，提供更好的开关性能和更高的雪崩能量强度。该系列适用于多种开关电源转换器应用，如功率因数校正（PFC）、平板显示（FPD）电视电源、ATX电源和电子灯镇流器等。

关键特性

低导通电阻

当(V{GS}=10V)，(I{D}=25.5A)时，典型导通电阻(R_{DS(on)})为(48mΩ)。较低的导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗更小，能够提高电源转换效率，减少发热，延长器件使用寿命。

低栅极电荷

典型栅极电荷为(55nC)。低栅极电荷可以降低驱动电路的功耗，提高开关速度，减少开关损耗，从而提高整个系统的效率。

低寄生电容

反向传输电容(C_{rss})典型值为(63pF)。低寄生电容有助于减少开关过程中的振荡和过冲，提高开关的稳定性和可靠性。

电气参数

绝对最大额定值

参数	FDP51N25	FDPF51N25	单位
漏源电压(V_{DSS})	250	250	V
连续漏极电流（(T{C}=25^{circ}C)）(I{D})	51	51	A
连续漏极电流（(T{C}=100^{circ}C)）(I{D})	30	30	A
脉冲漏极电流(I_{DM})	204	204	A
栅源电压(V_{GSS})	±30	±30	V
单脉冲雪崩能量(E_{AS})	1111	-	mJ
雪崩电流(I_{AR})	51	-	A
重复雪崩能量(E_{AR})	32	-	mJ
绝缘耐压(V_{ISO})	-	2500	V
二极管恢复(dv/dt)峰值	4.5	-	V/ns
功率耗散（(T{C}=25^{circ}C)）(P{D})	320	38	W
工作和存储温度范围(T{J},T{STG})	-55 至 +150	-55 至 +150	°C
焊接时最大引脚温度(T_{L})	300	-	°C

电气特性

• 关断特性：漏源击穿电压(B{VDS})为(250V)，击穿电压温度系数为(0.25V/^{circ}C)，零栅压漏极电流(I{DSS})在不同条件下有不同取值。
• 导通特性：栅极阈值电压(V{GS(th)})范围为(3.0 - 5.0V)，静态漏源导通电阻(R{DS(on)})在(V{GS}=10V)，(I{D}=25.5A)时，典型值为(0.048Ω)，最大值为(0.060Ω)。
• 动态特性：输入电容(C{iss})、输出电容(C{oss})和反向传输电容(C_{rss})在不同条件下有相应的典型值和最大值。
• 开关特性：包括开启延迟时间(t{d(on)})、开启上升时间(t{r})、关断延迟时间(t{d(off)})和关断下降时间(t{f})等参数。
• 漏源二极管特性：最大连续漏源二极管正向电流(I{S})为(51A)，最大脉冲漏源二极管正向电流(I{SM})为(204A)，漏源二极管正向电压(V{SD})为(1.4V)，反向恢复时间(t{rr})为(178ns)，反向恢复电荷(Q_{rr})为(4.0C)。

典型性能曲线

文档中给出了多个典型性能曲线，这些曲线直观地展示了MOSFET在不同条件下的性能表现。

• 导通区域特性：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：体现了漏极电流与栅源电压的关系，以及不同温度对其的影响。
• 导通电阻变化特性：反映了导通电阻随漏极电流和栅源电压的变化情况。
• 体二极管正向电压变化特性：展示了体二极管正向电压随源电流和温度的变化。
• 电容特性：呈现了输入电容、输出电容和反向传输电容随漏源电压的变化。
• 栅极电荷特性：显示了总栅极电荷与不同漏源电压的关系。
• 击穿电压变化特性：体现了漏源击穿电压随结温的变化。
• 导通电阻变化特性（温度）：展示了导通电阻随结温的变化。
• 最大安全工作区：明确了MOSFET在不同条件下的安全工作范围。
• 瞬态热响应曲线：反映了器件在不同脉冲持续时间下的热响应特性。

应用领域

• PDP TV：在等离子电视的电源系统中，需要高效的功率转换和稳定的开关性能，FDP51N25和FDPF51N25的低导通电阻和良好的开关特性能够满足其需求。
• 照明：在电子灯镇流器等照明应用中，这些MOSFET可以提高电源效率，减少能量损耗。
• 不间断电源（UPS）：为UPS系统提供可靠的功率转换，确保在市电中断时能够及时为设备供电。
• AC - DC电源：用于各种AC - DC电源转换器，提高电源的性能和可靠性。

封装与订购信息

封装

FDP51N25采用TO - 220 - 3LD CASE 340AT封装，FDPF51N25采用TO - 220 Fullpack, 3 - Lead / TO - 220F - 3SG CASE 221AT封装。不同的封装形式适用于不同的应用场景和安装需求。

订购信息

两款产品均以1000个单位/管的形式发货，具体的详细订购和发货信息可参考数据手册第9页。

总结

FDP51N25和FDPF51N25 MOSFET凭借其低导通电阻、低栅极电荷和低寄生电容等特性，在开关电源转换器等应用中具有显著优势。电子工程师在设计相关电路时，可以根据具体的应用需求和性能要求，合理选择这两款MOSFET，以实现高效、稳定的电源转换。同时，在使用过程中，务必注意其绝对最大额定值，避免因超出限制而损坏器件。你在实际设计中是否使用过类似的MOSFET呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。