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IRFB31N20D 发布时间 时间:2025/10/28 9:49:23 查看 阅读:11

IRFB31N20D是一款由Infineon Technologies(英飞凌)生产的高性能N沟道功率MOSFET,采用先进的超级结(Superjunction)技术设计,适用于高电压、高效率的开关电源应用。该器件的漏源击穿电压为200V,确保其在高压环境下仍能稳定工作,同时具备较低的导通电阻和快速的开关特性,使其在DC-DC转换器、AC-DC电源、电机驱动以及光伏逆变器等电力电子系统中表现出色。IRFB31N20D封装在TO-220全塑封装中,具有良好的热稳定性和机械强度,适合工业级应用环境。该器件符合RoHS环保标准,并具备高抗雪崩能力,增强了系统在异常工况下的可靠性。其栅极阈值电压适中,易于驱动,兼容标准逻辑电平信号控制。此外,该MOSFET优化了体二极管的反向恢复特性,减少了开关损耗,提升了整体系统效率。由于其优异的电气性能和坚固的封装设计,IRFB31N20D广泛应用于通信电源、服务器电源、UPS不间断电源以及工业电源模块等领域。

参数

型号:IRFB31N20D
  制造商:Infineon Technologies
  器件类型:N沟道MOSFET
  最大漏源电压(Vds):200 V
  最大漏极电流(Id):31 A(连续)
  导通电阻(Rds(on)):0.065 Ω(最大值,Vgs=10V)
  栅极阈值电压(Vgs(th)):2.1 V ~ 4.0 V
  最大栅源电压(Vgs):±30 V
  功耗(Pd):200 W
  工作结温范围(Tj):-55 °C ~ +150 °C
  输入电容(Ciss):1800 pF(典型值,Vds=25V)
  输出电容(Coss):190 pF(典型值)
  反向恢复时间(trr):55 ns(典型值)
  封装形式:TO-220FP

特性

IRFB31N20D采用了英飞凌先进的超级结(Superjunction)技术,这一结构显著提升了器件在高压应用中的性能表现。传统MOSFET在提高击穿电压的同时往往会导致导通电阻急剧上升,而超级结技术通过交替排列P型和N型柱状区域,实现了电荷平衡,从而在保持高耐压能力的同时大幅降低Rds(on)。这种设计有效提高了器件的品质因数(FOM = Rds(on) × Qg),使得IRFB31N20D在200V耐压等级下仍具备仅为65mΩ的最大导通电阻,有助于减少导通损耗,提升系统能效。该MOSFET具有出色的开关特性,其输入电容和反向传输电容较小,配合低栅极电荷(Qg),使得器件能够在高频开关条件下运行而不会产生过高的驱动损耗。这对于现代高频率工作的开关电源尤为重要,可有效减小磁性元件体积并提高功率密度。
  另一个关键特性是其优化的体二极管性能。在许多拓扑结构如LLC谐振变换器或同步整流电路中,MOSFET的体二极管会频繁导通,若反向恢复电荷过大,将导致显著的开关损耗甚至电压尖峰。IRFB31N20D通过工艺优化降低了体二极管的反向恢复电荷(Qrr)和反向恢复时间(trr),典型值仅为55ns,从而减少了开关过程中的能量损耗和电磁干扰(EMI)。此外,该器件具备较强的抗雪崩能力,能够承受一定的重复性电感放电应力,提升了系统在瞬态过压或负载突变情况下的鲁棒性。
  热性能方面,TO-220FP封装提供了良好的散热路径,结合低热阻特性,使得器件在高功率工作条件下仍能维持较低的结温。这不仅延长了器件寿命,也提高了系统的长期可靠性。同时,该封装形式便于安装在散热片上,适用于工业级严苛环境。IRFB31N20D还具备良好的dv/dt和di/dt抗扰能力,避免误触发或闩锁效应的发生。总体而言,该器件在高压、大电流、高效率应用场景中展现了卓越的综合性能,是现代电源设计中理想的功率开关选择。

应用

IRFB31N20D广泛应用于各类中高功率开关电源系统中,尤其适合需要高效率与高可靠性的工业和通信领域。其典型应用包括AC-DC开关电源,特别是在功率因数校正(PFC)升压级电路中作为主开关器件使用,能够有效降低导通损耗并提升整体能效。在DC-DC转换器中,如半桥、全桥或LLC谐振拓扑结构中,该MOSFET凭借其快速开关特性和低栅极电荷,可在高频条件下实现高效能量转换,适用于服务器电源、基站电源及工业电源模块。此外,在光伏逆变器系统中,IRFB31N20D可用于直流侧的开关单元,处理来自太阳能面板的高压直流电,实现高效的逆变转换。其200V耐压等级足以覆盖多数光伏阵列的输出电压范围,同时低导通电阻有助于减少系统发热。
  在电机驱动应用中,该器件可用于中小型电机的H桥或三相逆变电路,提供快速响应和高效控制。由于其具备良好的体二极管反向恢复特性,能够有效抑制换向过程中产生的电压尖峰,从而保护驱动电路。在不间断电源(UPS)系统中,IRFB31N20D常用于逆变级或DC总线开关,确保在市电中断时迅速切换至电池供电模式,并维持稳定的交流输出。此外,该器件还可用于高亮度LED驱动电源、医疗电源设备以及电动汽车充电模块中的辅助电源部分。得益于其工业级温度范围和高可靠性设计,IRFB31N20D在恶劣环境下的长期稳定运行能力得到了广泛验证,是多种高端电力电子系统的优选功率器件。

替代型号

SPW31N20CFD-GE3
  STW31N20C
  IPB31N20N

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