深入剖析 onsemi NTR5105P：P 溝道 MOSFET 的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，功率 MOSFET 扮演著至關(guān)重要的角色。今天我們要深入探討的是 onsemi 公司推出的 NTR5105P，一款采用 SOT - 23 封裝的 P 溝道功率 MOSFET，它在小信號負載開關(guān)和模擬開關(guān)等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

文件下載：NTR5105P-D.PDF

一、器件特性

先進技術(shù)與環(huán)保設(shè)計

NTR5105P 采用了溝槽技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效降低導(dǎo)通電阻，提高器件的性能。同時，該器件符合環(huán)保標準，是無鉛、無鹵素且符合 RoHS 規(guī)范的產(chǎn)品，滿足現(xiàn)代電子設(shè)計對環(huán)保的要求。

廣泛的應(yīng)用場景

它適用于小信號負載開關(guān)和模擬開關(guān)等應(yīng)用。在小信號負載開關(guān)應(yīng)用中，NTR5105P 能夠快速、可靠地控制負載的通斷；在模擬開關(guān)應(yīng)用中，它可以實現(xiàn)信號的切換，保證信號的穩(wěn)定傳輸。

二、最大額定值

電壓與電流限制

• 漏源電壓（$V_{DSS}$）：最大值為 - 60V，這意味著該器件能夠承受較高的反向電壓，適用于一些需要高電壓的應(yīng)用場景。
• 柵源電壓（$V_{GS}$）：最大值為 + 20V，在設(shè)計電路時，需要確保柵源電壓不超過這個值，以避免器件損壞。
• 連續(xù)漏極電流（$I_D$）：在不同的環(huán)境溫度下，連續(xù)漏極電流有所不同。在 $T_A = 25^{circ}C$ 的穩(wěn)態(tài)條件下，$I_D$ 為 - 196mA；當 $T_A = 85^{circ}C$ 時，$I_D$ 為 - 141mA。在短時間（$tleq5s$）內(nèi)，$T_A = 25^{circ}C$ 時，$I_D$ 可達 - 211mA；$T_A = 85^{circ}C$ 時，$I_D$ 為 - 152mA。

功率與溫度限制

• 功率耗散（$P_D$）：在 $T_A = 25^{circ}C$ 的穩(wěn)態(tài)條件下，$P_D$ 為 347mW；在短時間（$tleq5s$）內(nèi)，$P_D$ 為 403mW。
• 工作結(jié)溫和存儲溫度（$TJ$、$T{stg}$）：范圍為 - 55 至 150°C，這表明該器件能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。

其他額定值

• 脈沖漏極電流（$I_{DM}$）：當脈沖寬度 $tp = 10mu s$ 時，$I{DM}$ 為 - 784mA。
• 源極電流（體二極管）（$I_S$）：最大值為 - 347mA。
• 焊接用引線溫度（$T_L$）：在距離管殼 1/8 英寸處焊接 10s 時，$T_L$ 為 260°C。

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

三、熱阻額定值

穩(wěn)態(tài)熱阻

在穩(wěn)態(tài)條件下，結(jié)到環(huán)境的熱阻（$R_{theta JA}$）為 360°C/W。這意味著在長時間工作時，器件產(chǎn)生的熱量能夠通過一定的方式散發(fā)到周圍環(huán)境中。

短時間熱阻

在短時間（$tleq5s$）內(nèi)，結(jié)到環(huán)境的熱阻（$R_{theta JA}$）為 310°C/W。這表明在短時間內(nèi)，器件的散熱能力相對較強。

熱阻的大小直接影響器件的散熱性能，在設(shè)計散熱方案時，需要根據(jù)熱阻額定值來選擇合適的散熱方式。

四、電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（$V_{(BR)DSS}$）：當 $V_{GS} = 0V$，$ID = - 250mu A$ 時，$V{(BR)DSS}$ 為 - 60V。這是器件能夠承受的最大反向電壓，超過這個電壓，器件可能會發(fā)生擊穿。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù)（$V_{(BR)DSS}/T_J$）：參考 25°C，$I_D = - 250mu A$ 時，溫度系數(shù)為 6.5mV/°C。這意味著隨著溫度的升高，漏源擊穿電壓會發(fā)生一定的變化。
• 零柵壓漏極電流（$I_{DSS}$）：在 $V_{GS} = 0V$，$TJ = 25^{circ}C$，$V{DS} = - 60V$ 時，$I_{DSS}$ 為 - 1.0μA；當 $TJ = 125^{circ}C$ 時，$I{DSS}$ 為 - 10μA。零柵壓漏極電流反映了器件在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流大小。
• 柵源泄漏電流（$I_{GSS}$）：當 $V{DS} = 0V$，$V{GS} = ±20V$ 時，$I_{GSS}$ 為 ±100nA。

導(dǎo)通特性

• 柵閾值電壓（$V_{GS(TH)}$）：當 $V{GS} = V{DS}$，$ID = - 250mu A$ 時，$V{GS(TH)}$ 的范圍為 - 1.0 至 - 3.0V。柵閾值電壓是器件開始導(dǎo)通的臨界電壓。
• 負閾值溫度系數(shù)（$V_{GS(TH)}/T_J$）：為 4.2mV/°C，這表明隨著溫度的升高，柵閾值電壓會發(fā)生變化。
• 漏源導(dǎo)通電阻（$R_{DS(on)}$）：當 $V_{GS} = - 10V$，$ID = - 100mA$ 時，$R{DS(on)}$ 的典型值為 1.6Ω，最大值為 5.0Ω；當 $V_{GS} = - 4.5V$，$ID = - 100mA$ 時，$R{DS(on)}$ 的典型值為 2.2Ω，最大值為 6.0Ω。導(dǎo)通電阻的大小直接影響器件的功率損耗。
• 正向跨導(dǎo)（$g_{fs}$）：當 $V_{DS} = - 5.0V$，$ID = - 100mA$ 時，$g{fs}$ 的典型值為 227mS。正向跨導(dǎo)反映了器件對輸入信號的放大能力。

電荷、電容與柵電阻特性

• 輸入電容（$C_{iss}$）：當 $V{GS} = 0V$，$f = 1.0MHz$，$V{DS} = - 25V$ 時，$C_{iss}$ 的典型值為 30.3pF。
• 輸出電容（$C_{oss}$）：為 4.7pF。
• 反向傳輸電容（$C_{rss}$）：為 3.2pF。
• 總柵電荷（$Q_{G(TOT)}$）：當 $V{GS} = - 5V$，$V{DS} = - 25V$，$ID = - 100mA$ 時，$Q{G(TOT)}$ 為 1.0nC。
• 閾值柵電荷（$Q_{G(TH)}$）：為 0.2nC。
• 柵源電荷（$Q_{GS}$）：為 0.4nC。
• 柵漏電荷（$Q_{GD}$）：為 0.3nC。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時間（$t_{d(on)}$）：典型值為 5.8ns。
• 上升時間（$t_r$）：當 $V{GS} = - 5V$，$V{DD} = - 48V$ 時，$t_r$ 為 4.0ns。
• 關(guān)斷延遲時間（$t_{d(off)}$）：當 $I_D = - 100mA$，$RG = 1Omega$ 時，$t{d(off)}$ 為 8.8ns。
• 下降時間（$t_f$）：為 12.8ns。開關(guān)特性決定了器件的開關(guān)速度，對于一些高速開關(guān)應(yīng)用非常重要。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓（$V_{SD}$）：當 $V_{GS} = 0V$，$T_J = 25^{circ}C$，$IS = - 100mA$ 時，$V{SD}$ 的范圍為 0.78 至 1.0V；當 $TJ = 125^{circ}C$ 時，$V{SD}$ 為 0.59V。

五、封裝與訂購信息

封裝形式

NTR5105P 采用 SOT - 23 封裝，這種封裝體積小，適合在空間有限的電路板上使用。

訂購信息

器件型號為 NTR5105PT1G，采用無鉛 SOT - 23 封裝，每卷 3000 個，以卷帶形式發(fā)貨。

六、總結(jié)

NTR5105P 是一款性能出色的 P 溝道功率 MOSFET，具有先進的溝槽技術(shù)、環(huán)保設(shè)計、廣泛的應(yīng)用場景和良好的電氣特性。在電子設(shè)計中，我們可以根據(jù)其最大額定值、熱阻額定值和電氣特性等參數(shù)，合理選擇和使用該器件，以滿足不同的設(shè)計需求。你在使用類似 MOSFET 器件時，遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。