onsemi NTF3055L108和NVF3055L108 MOSFET器件詳解

一、引言

在電子電路設(shè)計(jì)中，MOSFET是一種非常重要的功率器件，廣泛應(yīng)用于電源、轉(zhuǎn)換器、功率電機(jī)控制和橋電路等領(lǐng)域。本次要介紹的是安森美（onsemi）推出的NTF3055L108和NVF3055L108兩款N溝道邏輯電平MOSFET，它們具備低電壓、高速開關(guān)的特性，適用于多種應(yīng)用場景。

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二、產(chǎn)品概述

2.1 基本參數(shù)

這兩款MOSFET額定電流為3.0 A，耐壓60 V，導(dǎo)通電阻$R_{DS(on)}$為120 mΩ，采用SOT - 223封裝。NVF前綴的產(chǎn)品適用于汽車及其他有獨(dú)特場地和控制變更要求的應(yīng)用，并且通過了AEC - Q101認(rèn)證，具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力。同時(shí)，這些器件為無鉛產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 應(yīng)用場景

主要應(yīng)用于電源、轉(zhuǎn)換器、功率電機(jī)控制和橋電路等低電壓、高速開關(guān)的應(yīng)用場景。

三、最大額定值

3.1 電壓參數(shù)

• 漏源電壓$V_{DSS}$最大為60 Vdc。
• 漏柵電壓$V{DGR}$（$R{GS}$ = 1.0 MΩ）最大為60 Vdc。
• 柵源電壓$V{GS}$，連續(xù)值為±15 Vdc，非重復(fù)脈沖（$t{p} leq 10 ms$）時(shí)為±20 Vpk。

3.2 電流參數(shù)

• 連續(xù)漏極電流$I{D}$，在$T{A}=25^{circ} C$時(shí)為3.0 Adc，在$T{A}=100^{circ} C$時(shí)為1.4 Adc，單脈沖（$t{p} leq 10 mu s$）時(shí)為9.0 Apk。

3.3 功率參數(shù)

• 總功率耗散$P{D}$，在$T{A}=25^{circ} C$（采用1″焊盤尺寸、1 oz銅面積）時(shí)為2.1 Watts，在$T_{A}=25^{circ} C$（采用最小推薦焊盤尺寸、2 oz銅面積）時(shí)為1.3 Watts，25 °C以上的降額系數(shù)為0.014 W/°C。

3.4 其他參數(shù)

• 工作和存儲溫度范圍為 - 55 °C到175 °C。
• 單脈沖漏源雪崩能量$E{AS}$（起始$T{J}=25^{circ} C$，$V{DD}=25 Vdc$，$V{GS}=5.0 Vdc$，$I{L(pk)}=7.0$ Apk，$L = 3.0 mH$，$V{DS}=60 Vdc$）為74 mJ。
• 熱阻$R_{θJA}$，在不同條件下分別為72.3 °C/W和114 °C/W。
• 焊接時(shí)引腳最大溫度（距離外殼1/8″處，持續(xù)10秒）為260 °C。

這里大家思考一下，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)這些最大額定值來確保器件的安全可靠運(yùn)行呢？

四、電氣特性

4.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓$V{(BR)DSS}$（$V{GS}=0 Vdc$，$I_{D}=250 mu Adc$）最小為60 Vdc，典型值為68 Vdc，溫度系數(shù)為正。
• 零柵壓漏極電流$I{DSS}$，在$V{DS}=60 Vdc$，$V{GS}=0 Vdc$時(shí)，室溫下最大值為1.0 uAdc，$T{J}=150^{circ} C$時(shí)最大值為10 uAdc。
• 柵體泄漏電流$I{GSS}$（$V{GS}= pm 15 Vdc$，$V_{DS}=0 Vdc$）最大值為±100 nAdc。

4.2 導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓$V{GS(th)}$（$V{DS}=V{GS}$，$I{D}=250 mu Adc$）最小為1.0 Vdc，典型值為1.68 Vdc，最大為2.0 Vdc，閾值溫度系數(shù)為負(fù)。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻$R{DS(on)}$（$V{GS}=5.0 Vdc$，$I{D}=1.5 Adc$）最大為120 mΩ；在$V{GS}=5.0 Vdc$，$I{D}=3.0 Adc$以及$V{GS}=5.0 Vdc$，$I{D}=1.5 Adc$，$T{J}=150^{circ} C$等不同條件下也有相應(yīng)的參數(shù)。
• 正向跨導(dǎo)$g{fs}$（$V{DS}=7.0 Vdc$，$I_{D}=3.0 Adc$）典型值為5.7 Mhos。

4.3 動態(tài)特性

• 輸入電容$C{iss}$（$V{DS}=25 Vdc$，$V_{GS}=0 V$，$f = 1.0 MHz$）典型值為313 pF，最大為440 pF。
• 輸出電容$C_{oss}$典型值為112 pF，最大為160 pF。
• 傳輸電容$C_{rss}$典型值為40 pF，最大為60 pF。

4.4 開關(guān)特性

• 開啟延遲時(shí)間$t{d(on)}$（$V{DD}=30Vdc$，$I{D}=3.0Adc$，$V{GS}=5.0 Vdc$，$R_{G}=9.1 Omega$）典型值為11 ns，最大為25 ns。
• 上升時(shí)間$t_{r}$典型值為35 ns，最大為70 ns。
• 下降時(shí)間$t_{f}$典型值為27 ns，最大為60 ns。
• 柵極電荷$Q{T}$（$V{DS}=48 Vdc$，$I{D}=3.0$ Adc，$V{GS}=5.0 Vdc$）典型值為7.6 nC，最大為15 nC。

4.5 源漏二極管特性

• 正向?qū)妷?V{SD}$（$I{S}=3.0 Adc$，$V{GS}=0 Vdc$）典型值為0.87 Vdc，$T{J}=150^{circ}C$時(shí)典型值為0.72 Vdc，最大為1.0 Vdc。
• 反向恢復(fù)時(shí)間$t{rr}$（$I{S}=3.0 Adc$，$V{GS}=0 Vdc$，$dI{S} / dt = 100 A / mu s$）典型值為35 ns。
• 反向恢復(fù)存儲電荷$Q_{RR}$典型值為0.044 uC。

大家在使用這些電氣特性參數(shù)時(shí)，要注意測試條件，不同條件下器件的性能可能會有所不同。那么，在實(shí)際電路中，如何根據(jù)這些特性來優(yōu)化電路設(shè)計(jì)呢？

五、典型電氣特性曲線

文檔中給出了一系列典型電氣特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻與柵源電壓關(guān)系、導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度變化、漏源泄漏電流與電壓關(guān)系、電容變化、柵源和漏源電壓與總電荷關(guān)系、電阻性開關(guān)時(shí)間隨柵極電阻變化、二極管正向電壓與電流關(guān)系、最大額定正向偏置安全工作區(qū)、最大雪崩能量與起始結(jié)溫關(guān)系以及熱響應(yīng)等曲線。這些曲線可以幫助工程師更直觀地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)。大家可以思考一下，如何利用這些曲線來選擇合適的工作點(diǎn)呢？

六、訂購信息

NTF3055L108T1G和NVF3055L108T1G均采用SOT - 223（TO - 261）無鉛封裝，每盤1000個(gè)。關(guān)于卷帶規(guī)格的詳細(xì)信息，可參考安森美公司的《Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D》。

七、機(jī)械尺寸和封裝信息

SOT - 223（TO - 261）封裝的器件有詳細(xì)的機(jī)械尺寸和引腳定義。不同的封裝樣式對應(yīng)不同的引腳功能，如樣式3中，引腳1為柵極，引腳2為漏極，引腳3為源極，引腳4為漏極。同時(shí)，文檔中還給出了詳細(xì)的尺寸公差和推薦的安裝腳印。大家在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意這些尺寸信息，確保器件能夠正確安裝。

八、總結(jié)

安森美NTF3055L108和NVF3055L108 MOSFET以其低電壓、高速開關(guān)的特性，適用于多種低電壓應(yīng)用場景。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要根據(jù)器件的最大額定值、電氣特性和典型曲線等參數(shù)，合理選擇工作條件，確保器件的安全可靠運(yùn)行。同時(shí)，在PCB設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格按照封裝尺寸和引腳定義進(jìn)行布局，以保證電路的性能和穩(wěn)定性。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些與MOSFET相關(guān)的問題呢？歡迎一起交流探討。