onsemi碳化硅MOSFET NVH4L070N120M3S技術(shù)解析

在電子工程領(lǐng)域，功率器件的性能對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們來(lái)深入了解一下onsemi推出的碳化硅（SiC）MOSFET——NVH4L070N120M3S，看看它有哪些獨(dú)特的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

1. 低導(dǎo)通電阻與低柵極電荷

該器件典型的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=18 V) 時(shí)為 65 mΩ，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗較低，能夠有效提高系統(tǒng)效率。同時(shí)，超低的柵極電荷 (Q_{G(tot)} = 57 nC)，使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量減少，進(jìn)一步降低了開(kāi)關(guān)損耗。

2. 高速開(kāi)關(guān)與低電容

具備高速開(kāi)關(guān)能力，且輸出電容 (C_{oss}=57 pF) 較低。低電容特性使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中能夠更快地充放電，減少開(kāi)關(guān)時(shí)間，從而提高開(kāi)關(guān)頻率，適用于對(duì)開(kāi)關(guān)速度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

3. 可靠性保障

經(jīng)過(guò) 100% 雪崩測(cè)試，確保了器件在雪崩狀態(tài)下的可靠性。同時(shí)，該器件通過(guò)了 AEC - Q101 認(rèn)證，具備 PPAP 能力，符合汽車級(jí)應(yīng)用的嚴(yán)格要求。此外，它是無(wú)鹵化物的，并且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)（豁免 7a，二級(jí)互連為無(wú)鉛 2LI），環(huán)保性能良好。

二、典型應(yīng)用場(chǎng)景

這款 SiC MOSFET 主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，包括汽車車載充電器和電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車的直流 - 直流轉(zhuǎn)換器。在這些應(yīng)用中，對(duì)功率器件的效率、可靠性和開(kāi)關(guān)速度都有較高的要求，而 NVH4L070N120M3S 的特性正好能夠滿足這些需求。

三、最大額定值與關(guān)鍵參數(shù)

1. 電壓與電流額定值

• 漏源電壓 (V_{DSS}) 最大為 1200 V，能夠承受較高的電壓應(yīng)力。
• 柵源電壓 (V_{GS}) 的推薦工作范圍為 -3/+18 V，最大為 -10/+22 V。
• 連續(xù)漏極電流 (I{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 時(shí)為 34 A，在 (T{C}=100^{circ}C) 時(shí)為 24 A；脈沖漏極電流 (I{DM}) 在 (T_{C}=25^{circ}C) 時(shí)可達(dá) 98 A。

2. 功率與溫度參數(shù)

• 功率耗散 (P{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 時(shí)為 160 W，在 (T_{C}=100^{circ}C) 時(shí)為 80 W。
• 工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍為 -55 至 +175 °C，能夠適應(yīng)較寬的溫度環(huán)境。

3. 其他參數(shù)

• 單脈沖漏源雪崩能量 (E_{AS}) 為 91 mJ，體現(xiàn)了器件在雪崩狀態(tài)下的能量承受能力。
• 最大焊接引線溫度 (T_{L}) 為 270 °C（距離外殼 1/25″ 處，持續(xù) 10 s）。

四、電氣特性

1. 關(guān)態(tài)特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(I_{D}=1 mA) 時(shí)為 1200 V，其溫度系數(shù)為 -0.3 V/°C。
• 零柵壓漏電流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(V{DS}=1200 V)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)最大為 100 μA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= +22/ - 10 V)，(V_{DS}=0 V) 時(shí)最大為 ±1 μA。

2. 開(kāi)態(tài)特性

• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=7 mA) 時(shí)，典型值為 2.9 V，范圍在 2.04 - 4.4 V 之間。
• 導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=18 V)，(I{D}=15 A)，(T{J}=175^{circ}C) 時(shí)最大為 136 mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g_{Fs}) 典型值為 12 S。

3. 電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss}) 在 (V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz)，(V_{DS}=800 V) 時(shí)為 1230 pF。
• 輸出電容 (C_{oss}) 為 57 pF。
• 柵極電阻 (R_{G}) 在 (f = 1 MHz) 時(shí)也有相應(yīng)的特性。

4. 開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)通延遲時(shí)間 (t{d(ON)}) 在 (V{GS}= - 3/18 V)，(V{DS}=800 V)，(I{D}=15 A)，(R_{G}=4.7 Ω) 時(shí)為 9.2 ns。
• 上升時(shí)間 (t{r}) 和下降時(shí)間 (t{f}) 分別有相應(yīng)的特性。
• 開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗 (E{ON}) 為 124 μJ，關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗 (E{OFF}) 為 36 μJ，總開(kāi)關(guān)損耗 (E_{tot}) 為 160 μJ。

5. 源 - 漏二極管特性

• 連續(xù)源 - 漏二極管正向電流 (I{SD}) 在 (V{GS}= - 3 V)，(T_{C}=25^{circ}C) 時(shí)最大為 31 A。
• 脈沖源 - 漏二極管正向電流 (I_{SDM}) 最大為 98 A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS}= - 3 V)，(I{SD}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)典型值為 4.7 V。

五、典型特性曲線

文檔中給出了一系列典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、歸一化導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系、傳輸特性、開(kāi)關(guān)損耗與漏極電流的關(guān)系等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

六、機(jī)械封裝尺寸

該器件采用 TO - 247 - 4L 封裝（CASE 340CJ），文檔詳細(xì)給出了封裝的各項(xiàng)尺寸參數(shù)，包括長(zhǎng)度、寬度、高度等。在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，工程師需要根據(jù)這些尺寸來(lái)合理布局器件，確保其安裝和散熱等方面的要求得到滿足。

在實(shí)際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，綜合考慮 NVH4L070N120M3S 的各項(xiàng)特性和參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。同時(shí)，還需要注意器件的使用條件和注意事項(xiàng)，避免超過(guò)其最大額定值，確保器件的可靠性和穩(wěn)定性。大家在使用這款器件時(shí)，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(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。