安森美900V碳化硅MOSFET NTHL020N090SC1：性能與應用深度解析

在電力電子領域，碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的性能逐漸成為眾多應用的首選功率器件。安森美（onsemi）推出的NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET就是其中的佼佼者，本文將深入剖析這款器件的特性、參數(shù)及典型應用。

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一、產(chǎn)品概述

NTHL020N090SC1是一款N溝道MOSFET，采用TO - 247 - 3LD封裝，具有900V的耐壓能力。其低導通電阻和出色的開關性能，使其在眾多電力電子應用中表現(xiàn)出色。

二、關鍵特性

低導通電阻

在VGS = 15V時，典型導通電阻RDS(on)為20mΩ；當VGS提升到18V時，典型導通電阻可低至16mΩ。低導通電阻意味著在導通狀態(tài)下的功率損耗更小，能有效提高系統(tǒng)效率。

超低柵極電荷和低輸出電容

該器件具有超低的柵極總電荷QG(tot) = 196nC，以及低有效的輸出電容Coss = 296pF。這使得器件在開關過程中所需的驅動能量更小，開關速度更快，從而降低了開關損耗。

100% UIL測試

經(jīng)過100%的非鉗位電感負載（UIL）測試，保證了器件在實際應用中的可靠性和穩(wěn)定性。

環(huán)保特性

該器件無鹵化物，符合RoHS標準（豁免7a），并且在二級互連（2LI）上采用無鉛工藝。

三、主要參數(shù)

最大額定值

熱特性

電氣特性

關斷特性

• 漏源擊穿電壓V(BR)DSS：900V（VGS = 0V，ID = 1mA），其溫度系數(shù)為500mV/°C。
• 零柵壓漏極電流IDSS：在TJ = 25°C時為100μA，TJ = 175°C時為250μA。
• 柵源泄漏電流IGSS：±1μA（VGS = +22 / - 8V，VDS = 0V）。

導通特性

• 柵極閾值電壓VGS(TH)：1.8 - 4.3V（VG = VDS，ID = 20mA）。
• 推薦柵極電壓VGOP： - 5 至 +15V。
• 漏源導通電阻RDS(on)：在VGS = 15V，ID = 60A，TJ = 25°C時，典型值為20mΩ，最大值為28mΩ；VGS = 18V，ID = 60A，TJ = 25°C時，典型值為16mΩ。

電荷、電容和柵極電阻

• 輸入電容Ciss：4415pF（VGS = 0V，f = 1MHz）。
• 輸出電容Coss：296pF（VDs = 450V）。
• 反向傳輸電容CRSS：24pF。
• 總柵極電荷QG(TOT)：196nC（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V，ID = 60A）。
• 柵極電阻RG：1.6 - 2Ω（f = 1MHz）。

開關特性

• 開通延遲時間td(ON)：40ns（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V）。
• 上升時間tr：63ns（ID = 60A，RG = 2.5Ω，感性負載）。
• 關斷延遲時間td(OFF)：55ns。
• 下降時間tf：13ns。
• 開通開關損耗EON：2025μJ。
• 關斷開關損耗EOFF：201μJ。
• 總開關損耗ETOT：2226μJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流ISD：153A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 脈沖漏源二極管正向電流ISDM：472A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 正向二極管電壓VSD：3.8V（VGS = - 5V，ISD = 30A，TJ = 25°C）。
• 反向恢復時間RR：28ns（VGS = - 5 / 15V，ISD = 60A，dIs / dt = 1000A/μs，VDS = 720V）。
• 反向恢復電荷QRR：199nC。
• 反向恢復能量EREC：4μJ。
• 峰值反向恢復電流RRM：14A。
• 充電時間Ta：16ns。
• 放電時間Tb：12ns。

四、典型應用

不間斷電源（UPS）

在UPS系統(tǒng)中，NTHL020N090SC1的低導通電阻和快速開關特性可以有效提高系統(tǒng)效率，減少能量損耗，延長電池續(xù)航時間。

DC - DC轉換器

在DC - DC轉換器中，該器件能夠快速、高效地實現(xiàn)電壓轉換，提高轉換效率，降低發(fā)熱，從而提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

升壓逆變器

升壓逆變器需要能夠承受高電壓和大電流的功率器件，NTHL020N090SC1的高耐壓和大電流能力使其成為升壓逆變器的理想選擇。

五、機械封裝

該器件采用TO - 247 - 3LD封裝，詳細的封裝尺寸信息可參考文檔中的機械封裝尺寸表。封裝尺寸的精確控制對于器件的安裝和散熱至關重要，工程師在設計電路板時需要充分考慮這些因素。

六、總結

安森美NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET憑借其低導通電阻、超低柵極電荷、低輸出電容等優(yōu)異特性，在UPS、DC - DC轉換器和升壓逆變器等應用中具有顯著優(yōu)勢。在實際設計中，工程師需要根據(jù)具體的應用需求，合理選擇器件參數(shù)，并注意器件的散熱和驅動設計，以充分發(fā)揮該器件的性能。大家在使用這款器件的過程中，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。