При включении на стоке N-канального транзистора видно следующее напряжение: Нажмите для просмотра прикрепленного файла Может знатоки посоветуют, что можно сделать в такой ситуации (микросхема сильно греется даже при небольшом токе нагрузки)?

Вообще то форма сигнала нормальна для дисконтинуса, такая и должна быть. Вооще то хорошо бы на схемку глянуть..

Схема самая примитивная (из даташита). Я ничего не изобретал.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Ставил еще резистор параллельно С17, но это ничего не меняет.
Кондеры фильтров несколько отличаются: 220мкФ тантал и 100мкФ керамика (с обоих сторон). Диод SF54. Индуктивность по данным изготовителя имеет ток насыщения 4А, хотя я пока работаю на малых токах нагрузки, но даже при такой ситуации преобразователь греется.

Попробуйте увеличить индуктивность. 1 мкГн всё-таки маловато, хоть и для 600 кГц.
И непонятно назначение R8, его и R17 номиналы.

Диодик у Вас явно не в кассу.. Там надо шотточку обязательно и с небольшим запасом по току - если 4-амперный выход, то что-нить типа 50WQ03. Зачем там 5-амперный 200-вольтовый ультрафэст?! Вы его запросто можете там восстанавливать внутренним ключом чипака, вот и нагрев...
И в ДШ рекомендутся Шоттки

R8 = 1 MOм, в конце концов я соединил выводы 14 и 9, но это никак не меняет ситуацию. R17 = 2 Ом. Эта величина взята из даташита. Малый номинал, думаю, объясняется тем, что внутренность микросхемы питается от 9 ноги, хотя жрет она немного.
Что касается диода SF54: он использован только по причине "наличия". Время восстановления 35нс. Неужели этого достаточно, чтобы разогреть чип? Нельзя ли подробнее про диодик и возможные проблемы? Заренее благодарю.

По-большому счету при наличии дисконтинуса 35нан должно хватать с головой, но здесь могут быть всякие эффекты, невидимые навскидку, надо тщательно смотреть на осциллограммы токов и напряжений. Вообще, слоновый диод - единственное отличие от ДШ, так что есть вероятность что проблема именно в нем, особенно учитывая тот факт, что греется и без нагрузки..

Итак, заменил SF54 на диод Шоттки (MBRD1035). Ситуация улучшилась:
1. Форма сигнала на стоке ключа (копыты 2...4) стала соответствовать приведенной в даташите (т.е. прямоугольной, а не такой, как я указывал ранее)
2. Микросхема стала существенно меньше греться.

Но при увеличении нагрузки (ток достиг 1.8А) опять появился перегрев. Я быстро отключил питание, дал схеме остынуть, уменьшил нагрузку до 0.5А, включил снова - и ужас, картина повторилась:
1. Микросхема опять стала греться даже при незначительной нагрузке
2. Форма сигнала на стоке опять стала не прямоугольной, а с уступом, как в первом посте

Отсюда напрашивается вывод о том, что при перегреве выходит из строя что-то внутри микросхемы. Это не восстанавливается. Между тем, в даташите оговаривается макимальный ток нагрузки для микросхемы в таком корпусе (2.4А). Эффективно отвести тепло от пластиковой микросхемы вряд ли возможно. В даташите говорится о том, что площадь медных проводников подключенных к выводам земли и стока микросхемы должна быть не менее 1 кв. дюйма (т.е. 6 с лишним кв.см), однако я не ощутил сколько-нибудь существенного нагрева этих печатных проводников, а корпус перегревался сильно. Я задал этот вопрос производителю, ответа пока нет.
Микросхема, в принципе, хорошая:
1. Частота преобразования достаточно высокая - следовательно нужна маленькая индуктивность, легче фильтровать помехи.
2. Ключ внутри и внешний обвес минимален

Но, по всей видимости, придется искать какую-то замену. Отсюда вопрос - посоветуйте что-нибудь не такое капризное, как МАХ1709, чтобы из 3.3-4.2В получать 5В 2А.