onsemi碳化硅MOSFET NVH4L022N120M3S的特性與應(yīng)用

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)的效率和可靠性起著關(guān)鍵作用。今天要介紹的是安森美（onsemi）的一款碳化硅（SiC）MOSFET——NVH4L022N120M3S，它具有諸多出色的特性，適用于多種汽車應(yīng)用場(chǎng)景。

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產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻與低柵極電荷

該MOSFET典型的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=18V) 時(shí)為 (22mOmega)，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗較低，能夠提高系統(tǒng)的效率。同時(shí)，其超低的柵極電荷 (Q_{G(tot)} = 137nC)，使得開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量減少，有助于實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)。

高速開(kāi)關(guān)與低電容

具備低電容特性，例如輸出電容 (C_{oss}=146pF)，這使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中能夠快速充放電，實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)動(dòng)作，減少開(kāi)關(guān)損耗。此外，該器件經(jīng)過(guò)100%雪崩測(cè)試，保證了其在雪崩狀態(tài)下的可靠性。

汽車級(jí)認(rèn)證與環(huán)保特性

NVH4L022N120M3S通過(guò)了AEC - Q101認(rèn)證，并且具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力，適用于汽車應(yīng)用。同時(shí)，該器件是無(wú)鹵的，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），并且在二級(jí)互連（2LI）上是無(wú)鉛的，滿足環(huán)保要求。

典型應(yīng)用

汽車車載充電器

在汽車車載充電器中，NVH4L022N120M3S的低導(dǎo)通電阻和高速開(kāi)關(guān)特性能夠有效提高充電效率，減少充電時(shí)間，同時(shí)降低充電器的發(fā)熱，提高系統(tǒng)的可靠性。

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

對(duì)于電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的DC - DC轉(zhuǎn)換器，該MOSFET能夠在高電壓和大電流的條件下穩(wěn)定工作，將電池電壓轉(zhuǎn)換為合適的電壓，為車輛的電氣系統(tǒng)供電。

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，影響其功能和可靠性。同時(shí)，整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會(huì)影響熱阻值，這些值不是常數(shù)，僅在特定條件下有效。

電氣特性

關(guān)態(tài)特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(I_D = 1mA) 時(shí)為1200V。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= +22/ - 10V)，(V_{DS}=0V) 時(shí)為 ±1A。
• 零柵壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(V_{DS}=1200V) 時(shí)為一定值。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù) (V_{(BR)DSS}/T_J) 在 (I_D = 1mA)，參考25°C時(shí)為 -0.3V/°C。

開(kāi)態(tài)特性

在 (V{GOP}= +18V)，(V{DS}=10V)，(ID = 40A) 時(shí)，導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 有特定值。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss}) 在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS}=800V) 時(shí)為一定值。
• 輸出電容 (C_{oss}) 有相應(yīng)值。
• 反饋電容 (C_{RSS}) 為14。
• 總柵極電荷 (Q_{G(TOT)}) 等也有各自的數(shù)值。

開(kāi)關(guān)特性

• 關(guān)斷延遲時(shí)間 (t_{d(OFF)}) 為48ns。
• 下降時(shí)間 (t_f) 在 (I_D = 40A)，(R_G = 4.5Omega) 電感負(fù)載條件下有特定值。
• 總開(kāi)關(guān)損耗 (E_{tot}) 也有相應(yīng)表現(xiàn)。

源漏二極管特性

• 連續(xù)源漏二極管正向電流 (I{SD}) 在 (V{GS}= -3V)，(T_C = 25°C) 時(shí)為72A。
• 脈沖源漏二極管正向電流 (I_{SDM}) 為275A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS}= -3V)，(I_{SD}=40A)，(T_J = 25°C) 時(shí)為4.5V。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，包括導(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、開(kāi)關(guān)損耗與漏極電壓的關(guān)系、開(kāi)關(guān)損耗與柵極電阻的關(guān)系、開(kāi)關(guān)損耗與溫度的關(guān)系、二極管正向電壓與電流的關(guān)系、柵源電壓與總電荷的關(guān)系、電容與漏源電壓的關(guān)系、非鉗位電感開(kāi)關(guān)能力、最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系、安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散、結(jié)到殼的瞬態(tài)熱響應(yīng)等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同條件下的性能，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

機(jī)械封裝尺寸

該器件采用TO - 247 - 4L封裝，文檔給出了詳細(xì)的封裝尺寸，包括各部分的最小、標(biāo)稱和最大尺寸，這對(duì)于PCB布局和散熱設(shè)計(jì)等方面非常重要。

總的來(lái)說(shuō)，onsemi的NVH4L022N120M3S碳化硅MOSFET以其出色的性能和特性，為汽車電子領(lǐng)域的電源轉(zhuǎn)換和控制提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)這些特性和參數(shù)，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)類似器件的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。