onsemi碳化硅MOSFET NTH4L075N065SC1：高效電源應(yīng)用的理想之選

在當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其卓越的性能，逐漸成為眾多電源應(yīng)用的首選器件。今天，我們就來深入了解一下onsemi推出的NTH4L075N065SC1碳化硅MOSFET。

文件下載：NTH4L075N065SC1-D.PDF

一、產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

該器件具有極低的導(dǎo)通電阻，典型值在不同柵源電壓下表現(xiàn)出色。在 (V{GS}=18 V) 時(shí)，典型 (R{DS(on)}=57 mOmega)；當(dāng) (V{GS}=15 V) 時(shí)，典型 (R{DS(on)}=75 mOmega)。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，能夠有效提高電源效率。

低電荷與電容

它具備超低的柵極電荷 (Q{G(tot)}=61 nC) 和低輸出電容 (C{oss}=107 pF)。這使得器件在開關(guān)過程中，能夠更快地完成充電和放電，減少開關(guān)損耗，提高開關(guān)速度，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。

高可靠性

該MOSFET經(jīng)過100%雪崩測(cè)試，能夠承受較大的雪崩能量，保證了在復(fù)雜的工作環(huán)境下的可靠性。同時(shí)，其工作結(jié)溫 (T_{J}) 可達(dá) (175^{circ}C)，并且符合無鹵、RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），在二級(jí)互連采用無鉛2LI技術(shù)，環(huán)保又可靠。

二、典型應(yīng)用

NTH4L075N065SC1適用于多種電源應(yīng)用場(chǎng)景，如開關(guān)模式電源（SMPS）、太陽能逆變器、不間斷電源（UPS）以及能量存儲(chǔ)系統(tǒng)等。在這些應(yīng)用中，其高性能的特性能夠幫助提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

三、最大額定值

電壓與電流

• 漏源電壓 (V{DSS}) 為650V，柵源電壓 (V{GS}) 范圍為 -8/+22V，推薦的柵源電壓 (V{GSop}) 在 (T{C}<175^{circ}C) 時(shí)為 -5/+18V。
• 連續(xù)漏極電流 (I{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 穩(wěn)態(tài)時(shí)為38A，在 (T{C}=100^{circ}C) 穩(wěn)態(tài)時(shí)為26A；脈沖漏極電流 (I{DM}) 在 (T_{C}=25^{circ}C) 時(shí)可達(dá)120A。

功率與溫度

• 功率耗散 (P{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 時(shí)為148W，在 (T_{C}=100^{circ}C) 時(shí)為74W。
• 工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍為 -55 至 (+175^{circ}C)，最大焊接引線溫度（距外殼1/8英寸，持續(xù)5秒）為 (260^{circ}C)。

需要注意的是，超過最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。而且整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會(huì)影響熱阻值，這些值并非恒定不變，僅在特定條件下有效。

四、電氣特性

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650V，其溫度系數(shù) (V{(BR)DSS}/T{J}) 在 (I{D}=20 mA) 時(shí)為 -0.15 V/°C。
• 零柵壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(V{DS}=650 V)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)為 -10 μA，在 (T_{J}=175^{circ}C) 時(shí)為1 mA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= +18/?5 V)，(V_{DS}=0 V) 時(shí)為250 nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=5 mA) 時(shí)，范圍為1.8 - 4.3V。
• 推薦柵極電壓 (V_{GOP}) 為 -5 至 +18V。
• 漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在不同條件下有不同的值，如 (V{GS}=15 V)，(I{D}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)為75 mΩ；(V{GS}=18 V)，(I{D}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)為57 mΩ，(T{J}=175^{circ}C) 時(shí)為68 mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g{FS}) 在 (V{DS}=10 V)，(I_{D}=15 A) 時(shí)為9 S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss}) 在 (V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz)，(V_{DS}=325 V) 時(shí)為1196 pF。
• 輸出電容 (C{oss}) 為107 pF，反向傳輸電容 (C{RSS}) 為9 pF。
• 總柵極電荷 (Q{g(TOT)}) 在 (V{GS}= -5/18 V)，(V{DS}=520 V)，(I{D}=15 A) 時(shí)為61 nC，柵源電荷 (Q{GS}) 為19 nC，柵漏電荷 (Q{GD}) 為18 nC。
• 柵極電阻 (R_{G}) 在 (f = 1 MHz) 時(shí)為5.8 Ω。

開關(guān)特性

• 開通延遲時(shí)間 (t{d(ON)}) 為10 ns，上升時(shí)間 (t{r}) 為12 ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間 (t{d(OFF)}) 為20 ns，下降時(shí)間 (t{f}) 為7 ns。
• 開通開關(guān)損耗 (E{ON}) 為38 μJ，關(guān)斷開關(guān)損耗 (E{OFF}) 為16 μJ，總開關(guān)損耗 (E_{tot}) 為54 μJ。

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^{circ}C) 時(shí)最大為29 A。
• 脈沖漏源二極管正向電流 (I_{SDM}) 最大為120 A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS}= -5 V)，(I{SD}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)為4.4 V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間 (t{RR}) 為16 ns，反向恢復(fù)電荷 (Q{RR}) 為72 nC，反向恢復(fù)能量 (E{REC}) 為7.4 μJ，峰值反向恢復(fù)電流 (I{RRM}) 為9 A，充電時(shí)間 (T{a}) 為9 ns，放電時(shí)間 (T) 為7 ns。

五、典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如導(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)漏極電流與殼溫的關(guān)系、安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散以及結(jié)到殼的熱響應(yīng)等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能，從而進(jìn)行更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

六、封裝尺寸

該器件采用TO - 247 - 4LD封裝（CASE 340CJ），文檔詳細(xì)給出了其封裝尺寸，包括各個(gè)維度的最小、標(biāo)稱和最大值。這些尺寸信息對(duì)于電路板設(shè)計(jì)和布局非常重要，工程師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)確保器件能夠正確安裝和使用。

總結(jié)

onsemi的NTH4L075N065SC1碳化硅MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、低電荷與電容、高可靠性等特性，為開關(guān)模式電源、太陽能逆變器等多種電源應(yīng)用提供了高效、穩(wěn)定的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師可以根據(jù)其電氣特性和典型特性曲線，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。你在使用這類碳化硅MOSFET時(shí)，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。