onsemi碳化硅MOSFET：NTH4L070N120M3S技術(shù)解析

在電子工程領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體器件的性能對眾多應(yīng)用的效率和可靠性起著關(guān)鍵作用。今天，我們來深入了解onsemi推出的一款碳化硅（SiC）MOSFET——NTH4L070N120M3S。

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產(chǎn)品概述

NTH4L070N120M3S是一款采用TO - 247 - 4L封裝的N溝道MOSFET，具備65mΩ的典型導(dǎo)通電阻（@ (V{GS}=18V) ），耐壓達(dá)1200V，屬于EliteSiC系列。它具有超低的柵極電荷（(Q{G(tot)} = 57nC) ）和低電容（(C_{oss}=57pF) ），能夠?qū)崿F(xiàn)高速開關(guān)，并且經(jīng)過了100%雪崩測試。此外，該器件符合無鹵和RoHS標(biāo)準(zhǔn)，二級互連采用無鉛2LI工藝。

典型應(yīng)用場景

這款MOSFET適用于多種應(yīng)用場景，包括：

• 太陽能逆變器：在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，高效的逆變器能夠?qū)⑻柲茈姵匕瀹a(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，NTH4L070N120M3S的高速開關(guān)特性和低導(dǎo)通電阻有助于提高逆變器的效率。
• 電動汽車充電站：隨著電動汽車的普及，快速、高效的充電設(shè)施需求日益增長。該MOSFET可以滿足充電站對高功率、高可靠性的要求。
• 不間斷電源（UPS）：在電力中斷時，UPS能夠?yàn)殛P(guān)鍵設(shè)備提供臨時電力支持。NTH4L070N120M3S的穩(wěn)定性和低損耗特性可以確保UPS系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
• 儲能系統(tǒng)：儲能系統(tǒng)用于存儲電能，在需要時釋放。該MOSFET有助于提高儲能系統(tǒng)的充放電效率。
• 開關(guān)模式電源（SMPS）：SMPS廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，NTH4L070N120M3S可以提高電源的效率和功率密度。

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。同時，整個應(yīng)用環(huán)境會影響熱阻數(shù)值，這些數(shù)值并非恒定不變，僅在特定條件下有效。

電氣特性

關(guān)態(tài)特性

• 漏源擊穿電壓（(V_{(BR)DSS})）：當(dāng)(V{GS}=0V)，(I{D}=1mA)時，為1200V。其溫度系數(shù)為 - 0.3V/ (^{circ}C) （(I_{D}=1mA)，參考25 (^{circ}C) ）。
• 零柵壓漏極電流（(I_{DSS})）：當(dāng)(V{DS}=1200V)，(T{J}=25^{circ}C)時，為100μA。
• 柵源泄漏電流（(I_{GSS})）：當(dāng)(V{GS}= + 22/ - 10V)，(V{DS}=0V)時，為±1μA。

開態(tài)特性

• 柵極閾值電壓：范圍為2.04 - 4.4V。
• 漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）：在(V{GS}=18V)，(I{D}=15A)，(T_{J}=25^{circ}C)時，典型值為65mΩ，最大值為87mΩ。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容：典型值為57pF。
• 反向傳輸電容：為5pF。
• 總柵極電荷（(Q_{G(TOT)})）：當(dāng)(I_{D}=15A)時，為57nC。
• 柵源電荷（(Q_{GS})）：為9.6nC。
• 柵漏電荷（(Q_{GD})）：為17nC。
• 柵極電阻（(R_{G})）：為4.3Ω。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時間（(t_{d(ON)})）：在(I{D}=15A)，(R{G}=4.7Ω)條件下有相應(yīng)數(shù)值。
• 上升時間：同樣在上述條件下確定。
• 導(dǎo)通開關(guān)損耗（(E_{ON})）：為124μJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗（(E_{OFF})）：為36μJ。

熱特性與推薦工作條件

熱特性

結(jié)到環(huán)境的穩(wěn)態(tài)熱阻最大為40 (^{circ}C/W) 。

推薦工作條件

柵源電壓的工作值范圍為 - 5… - 3 + 18V。超出推薦工作范圍可能會影響器件的可靠性。

典型特性圖表

文檔中提供了一系列典型特性圖表，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關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度變化、導(dǎo)通電阻與柵源電壓關(guān)系、傳輸特性、開關(guān)損耗與漏極電流關(guān)系、開關(guān)損耗與漏源電壓關(guān)系、開關(guān)損耗與柵極電阻關(guān)系、開關(guān)損耗與溫度關(guān)系、反向漏極電流與體二極管正向電壓關(guān)系、柵源電壓與總電荷關(guān)系、電容與漏源電壓關(guān)系、無鉗位電感開關(guān)能力、最大連續(xù)漏極電流與殼溫關(guān)系、安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散、結(jié)到殼瞬態(tài)熱響應(yīng)等。這些圖表有助于工程師更直觀地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，從而更好地進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

機(jī)械封裝尺寸

該器件采用TO - 247 - 4LD封裝（CASE 340CJ），文中給出了詳細(xì)的封裝尺寸，包括A、A1、A2、b、b1、b2、C、D、D1、D2、e、e1、E、E1、E/2、L、L1、P、p1、Q、S等尺寸的最小值、標(biāo)稱值和最大值。這些尺寸信息對于電路板布局和機(jī)械設(shè)計(jì)非常重要。

總結(jié)

NTH4L070N120M3S碳化硅MOSFET憑借其優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用場景，為電子工程師在設(shè)計(jì)高效、可靠的功率電路時提供了一個不錯的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合器件的各項(xiàng)特性和參數(shù)，合理選擇和使用該器件。同時，要注意遵循器件的最大額定值和推薦工作條件，以確保器件的正常運(yùn)行和長期可靠性。大家在使用這款MOSFET的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。