onsemi碳化硅MOSFET NVH4L045N065SC1深度解析

在電子工程領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體器件的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。今天，我們就來(lái)深入探討一下安森美（onsemi）推出的一款碳化硅（SiC）MOSFET——NVH4L045N065SC1。

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產(chǎn)品概述

NVH4L045N065SC1是一款N溝道MOSFET，采用TO - 247 - 4L封裝。它具有650V的漏源擊穿電壓（V(BR)DSS），在VGS = 18V時(shí)，典型導(dǎo)通電阻（RDS(on)）為33mΩ；在VGS = 15V時(shí)，典型導(dǎo)通電阻為45mΩ。這種低導(dǎo)通電阻的特性使得該器件在導(dǎo)通狀態(tài)下的功率損耗較低，能夠有效提高系統(tǒng)效率。

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

低導(dǎo)通電阻

從數(shù)據(jù)手冊(cè)可知，該器件在不同柵源電壓下呈現(xiàn)出較低的導(dǎo)通電阻特性。在VGS = 18V時(shí)，典型RDS(on)為33mΩ；VGS = 15V時(shí)，典型RDS(on)為45mΩ。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗更小，這對(duì)于提高系統(tǒng)效率至關(guān)重要。在實(shí)際應(yīng)用中，較低的功率損耗可以減少散熱需求，降低系統(tǒng)成本，同時(shí)也有助于提高系統(tǒng)的可靠性。大家可以思考一下，在哪些具體的應(yīng)用場(chǎng)景中，低導(dǎo)通電阻的優(yōu)勢(shì)能夠得到最大程度的發(fā)揮呢？

超低柵極電荷

該MOSFET的總柵極電荷（QG(tot)）僅為105nC。超低的柵極電荷使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量較少，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速開(kāi)關(guān)。高速開(kāi)關(guān)特性可以減少開(kāi)關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的工作頻率，進(jìn)而減小系統(tǒng)中無(wú)源元件的尺寸，降低系統(tǒng)成本。

低電容高速開(kāi)關(guān)

其輸出電容（Coss）為162pF，這種低電容特性使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中能夠快速充放電，進(jìn)一步提高了開(kāi)關(guān)速度。同時(shí)，該器件經(jīng)過(guò)100%雪崩測(cè)試，符合AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)，并且具備PPAP能力，這意味著它在汽車(chē)等對(duì)可靠性要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的適用性。

環(huán)保特性

該器件是無(wú)鹵的，并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），采用無(wú)鉛二級(jí)互連（2LI），體現(xiàn)了環(huán)保理念，符合現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)環(huán)保的要求。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

汽車(chē)車(chē)載充電器

在汽車(chē)車(chē)載充電器中，NVH4L045N065SC1的低導(dǎo)通電阻和高速開(kāi)關(guān)特性可以有效提高充電效率，減少充電時(shí)間。同時(shí)，其高可靠性和符合汽車(chē)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的特性，能夠確保在汽車(chē)復(fù)雜的工作環(huán)境下穩(wěn)定工作。

電動(dòng)汽車(chē)/混合動(dòng)力汽車(chē)的DC - DC轉(zhuǎn)換器

在DC - DC轉(zhuǎn)換器中，該器件的低損耗和高速開(kāi)關(guān)性能有助于提高轉(zhuǎn)換效率，減少能量損耗，從而延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。

關(guān)鍵參數(shù)解讀

最大額定值

需要注意的是，超過(guò)最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其可靠性。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，一定要確保器件工作在安全的參數(shù)范圍內(nèi)。

熱阻參數(shù)

熱阻參數(shù)對(duì)于評(píng)估器件的散熱性能非常重要。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)熱阻參數(shù)合理設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)，以確保器件在正常工作溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（V(BR)DSS）：在VGS = 0V，ID = 1mA時(shí)，為650V。
• 零柵壓漏極電流（IDSS）：在TJ = 25°C，VGS = 0V，VDS = 650V時(shí)，典型值為10μA；在TJ = 175°C時(shí)，最大值為1mA。
• 柵源泄漏電流（IGSS）：在VGS = +18/ - 5V，VDS = 0V時(shí)，最大值為250nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（VGS(TH)）：在VGS = VDS，ID = 8mA時(shí)，最小值為1.8V，典型值為2.8V，最大值為4.3V。
• 推薦柵極電壓（VGOP）：范圍為 - 5V至 +18V。
• 漏源導(dǎo)通電阻（RDS(on)）：在不同的VGS和ID條件下有不同的值，如在$V{GS}=15 V$，$I{D}=25 A$，$T{J}=25^{circ} C$時(shí)，典型值為45mΩ；在$V{GS}=18 V$，$I{D}=25 A$，$T{J}=25^{circ} C$時(shí)，典型值為33mΩ；在$V{GS}=18 V$，$I{D}=25 A$，$T_{J}=175^{circ} C$時(shí)，典型值為41mΩ。
• 正向跨導(dǎo)（gFS）：在$V{DS}=10 V$，$I{D}=25 A$時(shí)，典型值為16S。

電荷、電容和柵極電阻

• 輸出電容（Coss）：在$V{GS}=0 V$，$f = 1 MHz$，$V{DS}=325 V$時(shí)，典型值為162pF。
• 反向傳輸電容（CRSS）：典型值為14pF。
• 總柵極電荷（Qg(TOT)）：在$V{GS}=-5 / 18 V$，$V{DS}=520 V$，$I_{D}=25 A$時(shí)，為105nC。
• 柵源電荷（QGS）：為27nC。
• 柵漏電荷（QGD）：為30nC。
• 柵極電阻（RG）：在$f = 1 MHz$時(shí)，典型值為3.1Ω。

開(kāi)關(guān)特性

在VGS = 10V，$V{GS}=-5/18 V$，$V{DS}=400 V$，$I_{D}=25 A$，$RG = 2.2$Ω的電感負(fù)載條件下：

• 開(kāi)通延遲時(shí)間（td(ON)）為13ns。
• 上升時(shí)間（tr）為14ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間（td(OFF)）為26ns。
• 下降時(shí)間（tf）為7ns。
• 開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗（EON）為47μJ。
• 關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗（EOFF）為33μJ。
• 總開(kāi)關(guān)損耗（Etot）為80μJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流（ISD）：在$V{GS}=-5 V$，$T{J}=25^{circ} C$時(shí)，最大值為45A。
• 脈沖漏源二極管正向電流（ISDM）：最大值為197A。
• 正向二極管電壓（VSD）：在$V{GS}=-5 V$，$I{SD}=25 A$，$T_{J}=25^{circ} C$時(shí)，典型值為4.4V。

封裝尺寸

在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)這些尺寸合理布局器件，確保良好的電氣連接和散熱性能。

總結(jié)

onsemi的NVH4L045N065SC1碳化硅MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低電容高速開(kāi)關(guān)等特性，在汽車(chē)車(chē)載充電器和電動(dòng)汽車(chē)DC - DC轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)其關(guān)鍵參數(shù)和特性，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要注意器件的最大額定值和熱阻等參數(shù)，確保器件工作在安全可靠的狀態(tài)。大家在使用這款器件的過(guò)程中，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。