探索 onsemi NTGS4141N 和 NVGS4141N MOSFET：特性與應(yīng)用解析

在電子設(shè)計領(lǐng)域，MOSFET 是不可或缺的關(guān)鍵元件，其性能直接影響著整個電路的表現(xiàn)。今天，我們就來深入探討 onsemi 推出的 NTGS4141N 和 NVGS4141N 這兩款 N 溝道單功率 MOSFET，看看它們有哪些獨特之處。

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MOSFET 的基本信息

特性

這兩款 MOSFET 采用 TSOP - 6 封裝，具有低導(dǎo)通電阻（$R_{DS(on)}$）和低柵極電荷的顯著優(yōu)點。其中 NV 前綴的產(chǎn)品適用于汽車和其他有獨特場地和控制變更要求的應(yīng)用，且通過了 AEC - Q101 認(rèn)證并具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力，同時還有無鉛封裝可供選擇。

參數(shù)

關(guān)鍵指標(biāo)詳解

最大額定值

最大額定值是使用 MOSFET 時必須嚴(yán)格遵守的參數(shù)范圍，以避免器件損壞和影響可靠性。在$T_{J}=25^{circ} C$的條件下，以下是一些重要的最大額定值參數(shù)：

• 漏源電壓（$V_{DSS}$）：30 V
• 柵源電壓（$V_{GS}$）：±20 V
• 連續(xù)漏極電流（穩(wěn)態(tài)，$T_{A}=25^{circ} C$）：5.0 A（注 1）；3.5 A（注 2）
• 功率耗散（穩(wěn)態(tài)，$T_{A}=25^{circ} C$）：1.0 W（注 1）；0.5 W（注 2）
• 脈沖漏極電流：$t{p}=10 mu s, V{GS}=10 ~V$時為 45 A；$t{p}=30 mu s, V{GS}=5 ~V$時為 30 A
• 工作結(jié)溫和存儲溫度范圍（$T{J}, T{STG}$）： - 55 到 150 °C

熱阻額定值

熱阻是衡量 MOSFET 散熱能力的重要指標(biāo)，它與器件的功率耗散密切相關(guān)。不同條件下的熱阻額定值如下：

• 結(jié)到環(huán)境熱阻（穩(wěn)態(tài)，注 1）：$R_{theta JA}$為 125 °C/W
• 結(jié)到環(huán)境熱阻（$t leq 10 s$，注 1）：$R_{theta JA}$為 62.5 °C/W
• 結(jié)到環(huán)境熱阻（穩(wěn)態(tài)，注 2）：$R_{theta JA}$為 248 °C/W

需要注意的是，注 1 對應(yīng)的是采用 1 英寸方形焊盤尺寸（銅面積 = 1.127 平方英寸[1 oz]，包括走線）表面貼裝在 FR4 板上的情況；注 2 則是使用最小推薦焊盤尺寸（銅面積 = 0.0773 平方英寸）的情況。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（$V{(BR)DSS}$）：在$V{GS}= 0 V$，$I_{D}= 250 mu A$時為 30 V
• 零柵壓漏極電流（$I{DSS}$）：$T{J}= 25^{circ}C$，$V{GS}= 0 V$，$V{DS}= 24 V$時為 1.0 μA；$T_{J}= 125^{circ}C$時為 10 μA
• 柵源泄漏電流（$I{GSS}$）：$V{DS}= 0 V$，$V_{GS}= ±20 V$時為 ±100 nA

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（$V{GS(TH)}$）：$V{GS}=V{DS}$，$I{D}= 250 mu A$時，最小值為 1.0 V，最大值為 3.0 V
• 漏源導(dǎo)通電阻（$R{DS(on)}$）：$V{GS}= 10 ~V$，$I{D}= 7.0 ~A$時典型值為 21.5 mΩ，最大值為 25 mΩ；$V{GS}= 4.5 V$，$I_{D}= 6.0 A$時典型值為 30 mΩ，最大值為 35 mΩ

電荷、電容和柵極電阻

• 輸入電容（$C{ISS}$）：$V{GS}= 0 V$，$f = 1.0 MHz$，$V_{DS}=24V$時為 560 pF
• 總柵極電荷（$Q{G(TOT)}$）：$V{GS}= 10 ~V$，$V{DS}= 15 ~V$，$I{D}=7.0A$時為 12 nC；$V{GS}= 4.5 ~V$，$V{DS}= 15 ~V$，$I_{D}= 7.0 A$時為 6.0 nC

開關(guān)特性

開關(guān)特性與電路的響應(yīng)速度相關(guān)，這兩款 MOSFET 的開關(guān)特性與工作結(jié)溫?zé)o關(guān)。主要參數(shù)如下：

• 開通延遲時間（$t_{d(ON)}$）：6.0 ns
• 上升時間（$t{r}$）：$V{GS}= 10 V$，$V{DS}= 24 V$，$I{D}= 7.0 ~A$，$R_{G}=3.0 Omega$時為 15 ns
• 關(guān)斷延遲時間（$t_{d(OFF)}$）：18 ns
• 下降時間（$t_{f}$）：4.0 ns

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓（$V{SD}$）：$T{J}= 25^{circ}C$，$V{GS}=0V$，$I{S}= 2.0 ~A$時為 0.78 V；$T_{J}= 125^{circ}C$時為 0.63 V
• 反向恢復(fù)時間（$t{RR}$）：$V{GS}=0V$，$dI{S} / dt = 100 ~A / mu s$，$I{S}= 2.0 ~A$時為 15 ns

典型應(yīng)用場景

負(fù)載開關(guān)

憑借其低導(dǎo)通電阻和快速開關(guān)特性，這兩款 MOSFET 非常適合用作負(fù)載開關(guān)。在筆記本電腦和臺式電腦等設(shè)備中，負(fù)載開關(guān)可以根據(jù)需要快速切斷或連接負(fù)載，以實現(xiàn)電源管理和節(jié)能的目的。

電腦電源管理

在 PC 的電源電路中，MOSFET 用于控制不同電壓軌的通斷，確保各個組件能夠獲得穩(wěn)定的電源供應(yīng)。低導(dǎo)通電阻可以減少功率損耗，提高電源效率。

總結(jié)

onsemi 的 NTGS4141N 和 NVGS4141N MOSFET 憑借其出色的性能參數(shù)和廣泛的應(yīng)用場景，為電子工程師提供了一個可靠的選擇。在實際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體的電路需求，合理選擇和使用這些器件，同時注意其最大額定值和熱阻等參數(shù)，以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用這兩款 MOSFET 時有沒有遇到過什么有趣的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。