安森美1200V碳化硅MOSFET NTH4L160N120SC1深度解析

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其卓越的性能，正逐漸成為眾多應(yīng)用的首選功率器件。安森美（onsemi）推出的NTH4L160N120SC1碳化硅MOSFET，以其出色的特性和廣泛的應(yīng)用前景，吸引了眾多電子工程師的關(guān)注。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款器件。

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一、關(guān)鍵特性

低導(dǎo)通電阻

典型的導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)}) 為160 mΩ，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗較低，能夠有效提高系統(tǒng)的效率。低導(dǎo)通電阻還可以減少發(fā)熱，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

超低柵極電荷

柵極總電荷 (Q_{G(tot)}) 僅為34 nC，這使得器件在開關(guān)過程中所需的驅(qū)動能量較小，能夠?qū)崿F(xiàn)高速開關(guān)，降低開關(guān)損耗。超低柵極電荷還可以提高開關(guān)速度，減少開關(guān)時間，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

低電容高速開關(guān)

輸出電容 (C_{oss}) 為49.5 pF，較低的電容值使得器件在開關(guān)過程中能夠更快地充放電，進(jìn)一步提高了開關(guān)速度。高速開關(guān)特性使得該器件在高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色，能夠有效降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率。

寬溫度范圍

工作結(jié)溫 (T_{J}) 可達(dá)175°C，能夠適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。寬溫度范圍使得該器件在高溫環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的性能，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

環(huán)保合規(guī)

該器件為無鹵產(chǎn)品，符合RoHS指令（豁免7a），并且在二級互連（2LI）上實現(xiàn)了無鉛化，滿足環(huán)保要求。環(huán)保合規(guī)使得該器件在環(huán)保意識日益增強(qiáng)的今天，更具市場競爭力。

二、典型應(yīng)用

UPS（不間斷電源）

在UPS系統(tǒng)中，NTH4L160N120SC1的低導(dǎo)通電阻和高速開關(guān)特性能夠有效提高電源的效率和響應(yīng)速度，確保在市電中斷時能夠快速切換到備用電源，為負(fù)載提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

DC - DC轉(zhuǎn)換器

在DC - DC轉(zhuǎn)換器中，該器件的高性能可以降低功率損耗，提高轉(zhuǎn)換效率，從而提高整個系統(tǒng)的性能和可靠性。

升壓逆變器

在升壓逆變器中，NTH4L160N120SC1能夠?qū)崿F(xiàn)高效的電壓轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的高壓輸出。

三、最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。在設(shè)計電路時，必須嚴(yán)格遵守這些參數(shù)限制。

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) 時為1200 V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù) (V{(BR)DSS}/T{J}) 為 - 0.6 V/°C。
• 零柵壓漏電流 (I{DSS}) 在 (V{GS} = 0 V)，(V{DS} = 1200 V)，(T{J} = 25°C) 時為100 μA，(T_{J} = 175°C) 時為1 mA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{GS} = +25/?15 V)，(V_{DS} = 0 V) 時為 ±1 μA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS} = V{DS})，(I{D} = 2.5 mA) 時為1.8 - 4.3 V。
• 推薦柵極電壓 (V_{GOP}) 為 - 5 到 +20 V。
• 漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS} = 20 V)，(I{D} = 12 A)，(T{J} = 25°C) 時典型值為160 mΩ，最大值為224 mΩ；在 (T_{J} = 175°C) 時典型值為271 mΩ，最大值為377 mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g{Fs}) 在 (V{DS} = 20 V)，(I_{D} = 12 A) 時典型值為3.2 S。

電荷、電容及柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss}) 在 (V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz)，(V_{DS} = 800 V) 時為665 pF。
• 輸出電容 (C_{oss}) 為49.5 pF。
• 反向傳輸電容 (C_{rss}) 為4.3 pF。
• 總柵極電荷 (Q{G}) 在 (V{GS} = - 5/20 V)，(V{DS} = 600 V)，(I{D}=16A) 時為34 nC。
• 閾值柵極電荷為6 nC。
• 柵源電荷為12.5 nC。
• 柵漏電荷為9.6 nC。
• 柵極電阻在 (f = 1 MHz) 時為1.4 - 2 Ω。

開關(guān)特性

在 (V_{GS} = 10 V) 的條件下：

• 導(dǎo)通延遲時間 (t_{d(ON)}) 為11 - 20 ns。
• 上升時間 (t_{r}) 為10 - 20 ns。
• 關(guān)斷延遲時間 (t_{d(OFF)}) 為14 - 25 ns。
• 下降時間 (t_{f}) 為7 - 14 ns。
• 導(dǎo)通開關(guān)損耗 (E_{ON}) 為104 μJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗 (E_{OFF}) 為32 μJ。
• 總開關(guān)損耗 (E_{tot}) 為136 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°C) 時為11 A。
• 脈沖漏源二極管正向電流 (I_{SDM}) 為69 A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(I{SD} = 6 A)，(T{J} = 25°C) 時為4 V。
• 反向恢復(fù)時間 (t_{rr}) 為15 ns。
• 反向恢復(fù)電荷 (Q_{rr}) 為47 nC。
• 反向恢復(fù)能量 (E_{REC}) 為3.9 μJ。
• 峰值反向恢復(fù)電流 (I_{RRM}) 為6.6 A。
• 充電時間 (T_{a}) 為7.0 ns。
• 放電時間 (T_) 為7.4 ns。

五、封裝信息

這種封裝形式具有良好的散熱性能和機(jī)械穩(wěn)定性，方便安裝和使用。

六、總結(jié)

安森美NTH4L160N120SC1碳化硅MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低電容高速開關(guān)、寬溫度范圍等特性，在UPS、DC - DC轉(zhuǎn)換器、升壓逆變器等應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢。電子工程師在設(shè)計相關(guān)電路時，可以充分考慮該器件的性能特點，以提高系統(tǒng)的效率、可靠性和穩(wěn)定性。同時，在使用過程中，務(wù)必嚴(yán)格遵守器件的最大額定值和電氣特性參數(shù)，確保器件的正常運(yùn)行。你在實際應(yīng)用中是否使用過這款器件呢？遇到過哪些問題？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。