onsemi碳化硅MOSFET NVHL023N065M3S技術(shù)解析

在電子工程領(lǐng)域，功率器件的性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性。碳化硅（SiC）MOSFET作為新一代功率器件，以其卓越的性能在眾多應(yīng)用中嶄露頭角。本文將詳細(xì)解析onsemi的SiC MOSFET NVHL023N065M3S，為電子工程師在設(shè)計(jì)中提供有價(jià)值的參考。

文件下載：NVHL023N065M3S-D.PDF

產(chǎn)品概述

NVHL023N065M3S是onsemi推出的一款650V、23mΩ的SiC MOSFET，屬于EliteSiC系列，采用TO - 247 - 3L封裝。該器件具有多項(xiàng)優(yōu)異特性，使其在汽車和工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

典型的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}=23mΩ)（(V{GS}=18V)），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，能夠有效提高系統(tǒng)效率，減少發(fā)熱。在實(shí)際應(yīng)用中，這對(duì)于降低系統(tǒng)的能源消耗和提高可靠性至關(guān)重要。

超低柵極電荷

總柵極電荷 (Q_{G(tot)} = 69nC)，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)能量減少，從而降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，同時(shí)也有助于提高開(kāi)關(guān)速度。

高速開(kāi)關(guān)與低電容

輸出電容 (C_{oss}=153pF)，低電容特性使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中的充放電時(shí)間縮短，能夠?qū)崿F(xiàn)高速開(kāi)關(guān)，降低開(kāi)關(guān)損耗。這對(duì)于高頻應(yīng)用場(chǎng)景，如開(kāi)關(guān)電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等非常有利。

雪崩測(cè)試與可靠性

該器件經(jīng)過(guò)100%雪崩測(cè)試，并且符合AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)，具備PPAP能力，這意味著它在汽車等對(duì)可靠性要求極高的應(yīng)用中能夠穩(wěn)定工作。同時(shí)，器件為無(wú)鹵產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），第二級(jí)互連為無(wú)鉛2LI，符合環(huán)保要求。

應(yīng)用領(lǐng)域

汽車車載充電器

在汽車車載充電器中，NVHL023N065M3S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)降低發(fā)熱，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

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

在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的DC - DC轉(zhuǎn)換器中，該器件能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換，為車輛的電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，有助于提高車輛的續(xù)航里程和性能。

關(guān)鍵參數(shù)

最大額定值

熱特性

推薦工作條件

柵源電壓工作值 (V_{GSop}) 為 - 5... - 3/+18V。需要注意的是，超出推薦工作范圍的應(yīng)力可能會(huì)影響器件的可靠性。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS})：在 (V{GS} = 0V)，(I_D = 1mA)，(T_J = 25°C) 時(shí)為650V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù)： - 89mV/°C。
• 零柵壓漏電流 (I{DSS})：在 (V{DS} = 650V)，(TJ = 25°C) 時(shí)為 - 10μA；在 (V{DS} = 650V)，(T_J = 175°C) 時(shí)為 - 500μA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS})：在 (V{GS} = - 8/+22V)，(V_{DS} = 0V) 時(shí)為 ±1.0μA。

導(dǎo)通特性

• 漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)})：在不同的 (V{GS}) 和 (TJ) 條件下有不同的值，例如在 (V{GS} = 18V)，(I_D = 20A)，(T_J = 25°C) 時(shí)為23mΩ。
• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)})：在 (V{GS} = V_{DS})，(I_D = 10mA)，(T_J = 25°C) 時(shí)為2 - 4V。
• 正向跨導(dǎo) (g{FS})：在 (V{DS} = 10V)，(I_D = 20A) 時(shí)為 - 14S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{ISS})：在 (V{DS} = 400V)，(V_{GS} = 0V)，(f = 1MHz) 時(shí)為 - 1952pF。
• 輸出電容 (C_{OSS})：153pF。
• 反向傳輸電容 (C_{RSS})： - 13pF。
• 總柵極電荷 (Q{G(tot)})：在 (V{DD} = 400V)，(ID = 20A)，(V{GS} = - 3/18V) 時(shí)為 - 69nC。
• 柵源電荷 (Q_{GS})： - 19nC。
• 柵漏電荷 (Q_{GD})： - 18nC。
• 柵極電阻 (R_G)：在 (f = 1MHz) 時(shí)為4.0Ω。

開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)通延遲時(shí)間 (t{d(ON)})：在 (V{GS} = - 3/18V)，(V_{DD} = 400V)，(I_D = 20A)，(R_G = 4.7Ω)，(T_J = 25°C) 時(shí)為 - 12ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間 (t_{d(OFF)})：38ns。
• 上升時(shí)間 (t_r)： - 30ns。
• 下降時(shí)間 (t_f)： - 11ns。
• 開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗 (E_{ON})：174μJ。
• 關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗 (E_{OFF})：44μJ。
• 總開(kāi)關(guān)損耗 (E_{TOT})： - 218μJ。

源漏二極管特性

在 (I{SD} = 20A)，(V{GS} = - 3V)，(TJ = 25°C) 時(shí)，源漏二極管的正向壓降 (V{SD}) 為4.5V（典型值4.2V）。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、導(dǎo)通電阻與柵極電壓、漏極電流、結(jié)溫的關(guān)系，電容特性、柵極電荷特性、反向?qū)ㄌ匦浴踩ぷ鲄^(qū)、雪崩電流與脈沖時(shí)間的關(guān)系、最大功率耗散與外殼溫度的關(guān)系、電感開(kāi)關(guān)損耗與漏極電流、漏極電壓、柵極電阻的關(guān)系以及熱響應(yīng)特性等。這些曲線能夠幫助工程師更深入地了解器件的性能，在設(shè)計(jì)中做出更合理的選擇。

機(jī)械封裝與訂購(gòu)信息

該器件采用TO - 247 - 3LD封裝，文檔中給出了詳細(xì)的封裝尺寸和標(biāo)記圖。訂購(gòu)信息顯示，NVHL023N065M3S以30個(gè)/管的形式發(fā)貨。

總結(jié)

onsemi的SiC MOSFET NVHL023N065M3S憑借其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、高速開(kāi)關(guān)和高可靠性等優(yōu)異特性，在汽車和工業(yè)應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)器件的各項(xiàng)參數(shù)和典型特性曲線，合理選擇工作條件，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過(guò)類似器件的選型和使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。