深入解析 onsemi FDPF390N15A N 沟道 MOSFET

引言

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的电子元件，广泛应用于各种电路中。今天我们要深入探讨的是 onsemi 公司的 FDPF390N15A N 沟道 MOSFET，它采用了先进的 POWERTRENCH 工艺，具备诸多优异特性，接下来我们将详细了解它的各项参数和性能。

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产品概述

FDPF390N15A 是一款 N 沟道 MOSFET，由 onsemi 采用先进的 POWERTRENCH 工艺生产。该工艺经过精心设计，在保证卓越开关性能的同时，能有效降低导通电阻。

产品特性

1. 低导通电阻：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=15A) 的条件下，典型导通电阻 (R_{DS(on)} = 31 mOmega)。这一特性使得该 MOSFET 在导通状态下的功率损耗较小，提高了电路的效率。
2. 快速开关速度：能够快速响应信号变化，减少开关过程中的能量损耗，适用于对开关速度要求较高的应用场景。
3. 低栅极电荷：典型栅极电荷 (Q_{G}=14.3 nC)，意味着在开关过程中，驱动该 MOSFET 所需的能量较少，降低了驱动电路的功耗。
4. 高性能沟槽技术：有助于进一步降低导通电阻，提高器件的性能。
5. 高功率和电流处理能力：连续漏极电流在 (T{C}=25^{circ}C) 时可达 15A，在 (T{C}=100^{circ}C) 时可达 10A，脉冲漏极电流可达 60A，能够满足多种高功率应用的需求。
6. 环保特性：该器件符合 Pb - Free、Halide Free 和 RoHS 标准，符合环保要求。

产品应用

FDPF390N15A 的应用场景十分广泛，主要包括以下几个方面：

1. 消费电器：如 LED TV 等，可用于电源管理和功率转换等电路中。
2. 同步整流：在开关电源中，利用其低导通电阻和快速开关特性，提高整流效率。
3. 不间断电源（UPS）：为设备提供稳定的电源，确保在市电中断时设备能正常运行。
4. 电机和太阳能逆变器：在电机驱动和太阳能能量转换中发挥重要作用。

产品参数

最大额定值

参数	数值	单位
漏源电压 (V_{DSS})	150	V
栅源电压 (V_{GSS})	±20	V
连续漏极电流（(T{C}=25^{circ}C)） (I{D})	15	A
连续漏极电流（(T{C}=100^{circ}C)） (I{D})	10	A
脉冲漏极电流 (I_{DM})	60	A
单脉冲雪崩能量 (E_{AS})	78	mJ
峰值二极管恢复 (dv/dt)	6.0	V/ns
功率耗散（(T{C}=25^{circ}C)） (P{D})	22	W
25°C 以上降额系数	0.18	W/°C
工作和存储温度范围 (T{J}, T{STG})	-55 至 +175	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8”，5 秒） (T_{L})	300	°C

热特性

参数	数值	单位
结到外壳热阻 (R_{JC})（最大）	5.7	°C/W
结到环境热阻 (R_{JA})（最大）	62.5	°C/W

电气特性

1. 关断特性
   • 漏源击穿电压 (B{VDS})：在 (I{D}=250mu A)，(V_{GS}=0V) 时为 150V。
   • 击穿电压温度系数：在 (I_{D}=250mu A) 时为 0.1V/°C。
   • 零栅压漏极电流 (I{DSS})：在 (V{DS}=120V)，(V{GS}=0V) 时最大为 1(mu A)；在 (V{DS}=120V)，(T_{C}=125^{circ}C) 时最大为 500(mu A)。
   • 栅体泄漏电流 (I{GSS})：在 (V{GS}=±20V)，(V_{DS}=0V) 时最大为 ±100nA。
2. 导通特性：静态漏源导通电阻在 (V_{GS}=4.0V) 时有相应的特性表现。
3. 动态特性：包括输入电容 (C{iss})、输出电容 (C{oss})、反向传输电容 (C_{rss}) 等参数，在特定测试条件下有明确的数值。
4. 开关特性：如开关时间等参数也有相应的规定。
5. 漏源二极管特性：包括二极管正向电流 (I{SM})、正向电压 (V{SD}) 等参数。

典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，这些曲线展示了该 MOSFET 在不同条件下的性能表现，例如：

1. 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。
2. 传输特性：体现了在不同温度下，漏极电流与栅源电压的变化关系。
3. 导通电阻变化特性：显示了导通电阻随漏极电流和栅源电压的变化情况。
4. 电容特性：给出了输入电容、输出电容等随漏源电压的变化曲线。
5. 栅极电荷特性：展示了总栅极电荷与栅源电压的关系。
6. 击穿电压和导通电阻随温度变化特性：反映了击穿电压和导通电阻随结温的变化趋势。
7. 最大安全工作区：明确了该 MOSFET 在不同电压和电流条件下的安全工作范围。
8. 雪崩电流和能量特性：展示了雪崩电流和能量与漏源电压的关系。
9. 瞬态热响应曲线：体现了器件在不同脉冲持续时间下的热响应特性。

测试电路和波形

文档中还给出了多种测试电路和波形，如栅极电荷测试电路、电阻性开关测试电路、非钳位电感开关测试电路和峰值二极管恢复 (dv/dt) 测试电路等，这些测试电路和波形有助于工程师更好地理解和测试该 MOSFET 的性能。

机械尺寸

该 MOSFET 采用 TO - 220 Fullpack，3 - Lead / TO - 220F - 3SG 封装，文档详细给出了封装的机械尺寸，包括各个尺寸的最小值、标称值和最大值，同时还给出了相关的注意事项，如尺寸公差标准、尺寸不包括毛刺等。

总结

onsemi 的 FDPF390N15A N 沟道 MOSFET 凭借其先进的工艺、优异的性能和广泛的应用场景，成为电子工程师在设计电路时的一个不错选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的电路需求，综合考虑其各项参数和性能特性，合理设计电路，以充分发挥该 MOSFET 的优势。同时，在使用过程中，也要注意遵循相关的安全和环保要求，确保电路的稳定运行。你在使用这款 MOSFET 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。