探索 onsemi NXH010P120MNF1 SiC MOSFET 模塊：性能與應(yīng)用的深度剖析

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET 以其卓越的性能正逐漸成為行業(yè)的主流選擇。onsemi 的 NXH010P120MNF1 系列 SiC MOSFET 模塊，憑借其出色的電氣特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，吸引了眾多工程師的關(guān)注。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下這款模塊的特點(diǎn)和應(yīng)用。

文件下載：onsemi NXH010P120MNF1 SiC模塊.pdf

模塊概述

NXH010P120MNF1 是一款采用 F1 封裝的功率模塊，內(nèi)部集成了一個(gè) 10 mΩ/1200 V 的 SiC MOSFET 半橋和一個(gè)熱敏電阻。其具有多種特性，如提供有預(yù)涂導(dǎo)熱界面材料（TIM）和無(wú)預(yù)涂 TIM 的選項(xiàng)，以及采用壓配引腳設(shè)計(jì)，方便安裝和使用。

關(guān)鍵特性與參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，絕對(duì)最大額定值是我們必須關(guān)注的參數(shù)，它決定了模塊的安全工作范圍。該模塊的 SiC MOSFET 部分，漏源電壓（VDss）最大可達(dá) 1200 V，柵源電壓（VGs）范圍為 +25/-15 V，連續(xù)漏極電流（ID）在 T = 80°C（TJ = 175°C）時(shí)為 114 A，脈沖漏極電流（Iopulse）可達(dá) 342 A，最大功耗（Ptot）為 250 W。此外，模塊的工作結(jié)溫范圍為 -40°C 至 175°C，存儲(chǔ)溫度范圍為 -40°C 至 150°C，絕緣測(cè)試電壓（Vis）為 4800 VRMS，爬電距離為 12.7 mm。

推薦工作范圍

為了確保模塊的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，推薦的工作結(jié)溫范圍為 -40°C 至 150°C。超出這個(gè)范圍可能會(huì)影響模塊的可靠性和性能。

電氣特性

• 靜態(tài)特性：在 25°C 時(shí)，漏源擊穿電壓（V(BR)DSS）為 1200 V，零柵壓漏極電流（IDss）最大為 200 μA，漏源導(dǎo)通電阻（RDs(ON)）在不同結(jié)溫下有所變化，如在 25°C 時(shí)典型值為 10.5 mΩ，在 125°C 時(shí)為 14.1 mΩ，在 150°C 時(shí)為 14.5 mΩ。柵源閾值電壓（VGs(TH)）范圍為 1.8 V 至 4.3 V，柵極泄漏電流（IGss）在 -10/20 V 柵源電壓下為 -500 nA 至 500 nA。
• 動(dòng)態(tài)特性：輸入電容（Ciss）在 Vps = 800 V、Vs = 0 V、f = 1 MHz 時(shí)為 4707 pF，反向傳輸電容（CRSS）為 39 pF，輸出電容（Coss）為 548 pF。總柵極電荷（QG(TOTAL)）在 VDs = 800 V、VGs = 20 V、ID = 100 A 時(shí)為 454 nC。此外，還給出了不同結(jié)溫下的開(kāi)關(guān)損耗和反向恢復(fù)特性等參數(shù)。

熱敏電阻特性

模塊中的熱敏電阻在 25°C 時(shí)標(biāo)稱電阻為 5 kΩ，在 100°C 時(shí)為 457 Ω，偏差為 -3% 至 3%。功率耗散為 50 mW，功率耗散常數(shù)為 5 mW/K，B 值在不同溫度范圍下有所不同，如 B(25/50) 為 3375 K，B(25/100) 為 3455 K，公差均為 ±3%。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

該模塊適用于多種典型應(yīng)用，如太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源（UPS）、電動(dòng)汽車充電站和工業(yè)電源等。在這些應(yīng)用中，SiC MOSFET 的高性能可以提高系統(tǒng)的效率和功率密度，減少能量損耗。

封裝與引腳連接

模塊采用 PIM18 33.8x42.5（壓配）CASE 180BW 封裝，引腳連接明確。例如，引腳 8 和 7 用于熱敏電阻連接，引腳 1、2、5、6 為直流正母線連接，引腳 9、10、11、12 為直流負(fù)母線連接，引腳 13、14、17、18 為半橋中心點(diǎn)連接等。詳細(xì)的引腳功能描述有助于工程師進(jìn)行正確的電路設(shè)計(jì)和布局。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如 MOSFET 典型輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、體二極管正向特性、柵源電壓與總電荷關(guān)系等曲線，以及電容與漏源電壓關(guān)系、開(kāi)關(guān)損耗與電流和柵極電阻關(guān)系、反向恢復(fù)特性與電流和柵極電阻關(guān)系等曲線。這些曲線可以幫助工程師更好地理解模塊的性能和特性，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

總結(jié)與思考

onsemi 的 NXH010P120MNF1 系列 SiC MOSFET 模塊以其高性能、高可靠性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，為電力電子工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇模塊的參數(shù)和工作條件，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，通過(guò)參考典型特性曲線和數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的性能和效率。大家在使用這款模塊時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。