onsemi碳化硅MOSFET NVBG080N120SC1：高性能解決方案

在電子工程領(lǐng)域，功率器件的性能對于整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們來詳細(xì)探討一下安森美（onsemi）的碳化硅（SiC）MOSFET——NVBG080N120SC1，它為眾多應(yīng)用場景帶來了高性能的解決方案。

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一、產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 低導(dǎo)通電阻

典型的導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)} = 80 mOmega)，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗較小，能夠有效提高系統(tǒng)的效率。

2. 超低柵極電荷

典型的總柵極電荷 (Q_{G(tot)} = 56 nC)，這使得器件在開關(guān)過程中所需的驅(qū)動(dòng)能量較小，從而降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，提高了開關(guān)速度。

3. 低有效輸出電容

典型的輸出電容 (C_{oss} = 79 pF)，有助于減少開關(guān)過程中的能量損耗，提高開關(guān)效率。

4. 可靠性高

• 經(jīng)過100%雪崩測試，確保了器件在惡劣條件下的可靠性。
• 符合AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用，并且具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力。
• 該器件無鹵化物，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），二級互連為無鉛（2LI）。

二、典型應(yīng)用

1. 汽車車載充電器

在汽車車載充電器中，NVBG080N120SC1的低導(dǎo)通電阻和高開關(guān)速度能夠提高充電效率，減少充電時(shí)間，同時(shí)其高可靠性也能滿足汽車應(yīng)用的嚴(yán)格要求。

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

對于電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的DC - DC轉(zhuǎn)換器，該器件能夠在高壓環(huán)境下穩(wěn)定工作，為系統(tǒng)提供高效的功率轉(zhuǎn)換。

三、最大額定值

1. 電壓額定值

• 漏源電壓 (V_{DSS}) 最大為1200V，能夠承受較高的電壓。
• 柵源電壓 (V_{GS}) 范圍為 - 15V到 + 25V，推薦的工作電壓在不同溫度下有所不同，如 (TC < 175°C) 時(shí)，(V{GSop}) 為 - 5V到 + 20V。

2. 電流額定值

• 連續(xù)漏極電流 (I_D) 在 (T_C = 25°C) 時(shí)為30A，在 (T_C = 100°C) 時(shí)為21A。
• 脈沖漏極電流 (I_{DM}) 在 (TC = 25°C) 時(shí)為110A，單脈沖浪涌漏極電流能力 (I{DSC}) 為132A。

3. 功率額定值

• 穩(wěn)態(tài)功率耗散 (P_D) 在 (T_C = 25°C) 時(shí)為179W，在 (T_C = 100°C) 時(shí)為89W。

4. 溫度范圍

• 工作結(jié)溫和存儲溫度范圍為 - 55°C到 + 175°C，能夠適應(yīng)較寬的溫度環(huán)境。

5. 其他額定值

• 源極電流（體二極管） (I_S) 為18A。
• 單脈沖漏源雪崩能量 (E_{AS}) 為171mJ（基于 (TJ = 25°C)，(L = 1 mH)，(I{AS} = 18.5 A)，(V{DD} = 120 V)，(V{GS} = 18 V)）。
• 焊接時(shí)，距離外殼1/8英寸處的最大引腳溫度 (T_L) 為300°C（持續(xù)10秒）。

四、熱特性

1. 熱阻

• 結(jié)到外殼的熱阻 (R_{theta JC}) 最大為0.84°C/W。
• 結(jié)到環(huán)境的熱阻 (R_{theta JA}) 最大為40°C/W。

需要注意的是，整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會影響熱阻的值，這些值不是常數(shù)，僅在特定條件下有效。

五、電氣特性

1. 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0 V)，(I_D = 1 mA) 時(shí)為1200V，其溫度系數(shù)為0.5V/°C。
• 零柵壓漏電流 (I{DSS}) 在 (V{GS} = 0 V)，(V_{DS} = 1200 V) 時(shí)，(T_J = 25°C) 為100μA，(T_J = 175°C) 為1mA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{GS} = + 25/ - 15 V)，(V_{DS} = 0 V) 時(shí)為 ± 1μA。

2. 導(dǎo)通特性

• 漏源導(dǎo)通電阻典型值為80mΩ。

3. 電荷、電容和柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss}) 在 (V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz) 時(shí)為1154pF。
• 輸出電容 (C{oss}) 和反饋電容 (C{RSS}) 也有相應(yīng)的典型值。
• 閾值柵極電荷 (Q{G(TH)}) 和柵漏電荷 (Q{GD}) 等參數(shù)也有明確規(guī)定。

4. 開關(guān)特性

• 開通延遲時(shí)間 (t_{d(ON)})、上升時(shí)間 (t_r)、關(guān)斷時(shí)間 (t_f) 等參數(shù)決定了器件的開關(guān)速度。
• 開通開關(guān)損耗 (E_{ON}) 和總開關(guān)損耗等參數(shù)對于評估器件在開關(guān)過程中的能量損耗至關(guān)重要。

5. 漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流 (I{SD}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(T_J = 25°C) 時(shí)為18A。
• 脈沖漏源二極管正向電流 (I{SDM}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(T_J = 25°C) 時(shí)為110A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(I_{SD} = 10 A)，(T_J = 25°C) 時(shí)為3.9V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間 (t{RR})、反向恢復(fù)電荷 (Q{RR})、反向恢復(fù)能量和峰值反向恢復(fù)電流等參數(shù)對于二極管的性能評估也很重要。

六、典型特性曲線

文檔中提供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、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、無鉗位電感開關(guān)能力、最大連續(xù)漏極電流與外殼溫度的關(guān)系、安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散以及結(jié)到外殼的瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線能夠幫助工程師更好地理解器件的性能，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

七、機(jī)械封裝

該器件采用D2PAK - 7L（TO - 263 - 7L HV）封裝，文檔中提供了封裝尺寸和焊盤圖案推薦。同時(shí)，還給出了通用標(biāo)記圖，包括裝配位置、年份、工作周和批次可追溯性等信息。

八、總結(jié)

onsemi的NVBG080N120SC1碳化硅MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低有效輸出電容和高可靠性等特點(diǎn)，為汽車車載充電器和電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車的DC - DC轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用提供了高性能的解決方案。工程師在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)器件的最大額定值、熱特性、電氣特性和典型特性曲線等信息，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效和可靠運(yùn)行。

在實(shí)際應(yīng)用中，你是否遇到過類似功率器件的選型和設(shè)計(jì)問題？你是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。