onsemi碳化硅MOSFET NTH4L040N120M3S技術(shù)解析

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其出色的性能逐漸成為市場焦點。今天我們就來深入剖析onsemi的一款碳化硅MOSFET——NTH4L040N120M3S。

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產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻與超低柵極電荷

NTH4L040N120M3S在(V{GS}=18V)時，典型導(dǎo)通電阻(R{DS(on)} = 40mOmega)，這意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗較低，能有效提高系統(tǒng)效率。同時，它具有超低的柵極電荷(Q_{G(tot)} = 75nC)，這使得開關(guān)過程中對柵極驅(qū)動的能量需求減少，進一步降低了功耗。

高速開關(guān)與低電容

該器件的電容(C_{oss}=80pF)，低電容特性使得開關(guān)速度更快，能夠在高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色。此外，它經(jīng)過了100%雪崩測試，保證了在雪崩狀態(tài)下的可靠性。

環(huán)保特性

此器件是無鹵的，并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），二級互連為無鉛（2LI），滿足環(huán)保要求。

典型應(yīng)用

• 太陽能逆變器：在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，需要高效的功率轉(zhuǎn)換，NTH4L040N120M3S的低損耗和高速開關(guān)特性能夠提高逆變器的效率，將太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為電能。
• 電動汽車充電站：隨著電動汽車的普及，充電站對功率密度和效率的要求越來越高。該器件的高性能可以滿足充電站快速充電的需求。
• 不間斷電源（UPS）：在UPS系統(tǒng)中，需要快速響應(yīng)和高可靠性，NTH4L040N120M3S的高速開關(guān)和雪崩測試特性能夠保證系統(tǒng)在突發(fā)情況下的穩(wěn)定運行。
• 儲能系統(tǒng)：對于儲能系統(tǒng)，高效的功率轉(zhuǎn)換和低損耗是關(guān)鍵，該器件能夠滿足儲能系統(tǒng)的需求。
• 開關(guān)模式電源（SMPS）：在SMPS中，高速開關(guān)和低導(dǎo)通電阻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，熱阻不是常數(shù)，僅在特定條件下有效。

電氣特性

關(guān)斷狀態(tài)特性

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

導(dǎo)通狀態(tài)特性

導(dǎo)通電阻(R_{DS(on)})典型值為40mΩ。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸出電容(C_{oss}=80pF)。
• 總柵極電荷(Q{G(tot)})在(V{GS}=-3/18V)，(V_{DS}=800V)時為75nC。

開關(guān)特性

• 開通延遲時間(t_{d(ON)})為15ns。
• 開通能量(E_{ON})為182μJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗為248μJ。

二極管特性

• 連續(xù)源漏二極管正向電流：未給出具體值。
• 脈沖源漏二極管正向電流(I_{SDM})為134A。
• 正向二極管電壓(V{SD})在(V{GS}=-3V)，(I_{SD}=20A)，(T_J = 25^{circ}C)時為4.5V。
• 反向恢復(fù)時間為16.8ns。
• 反向恢復(fù)電荷未給出具體值。
• 反向恢復(fù)能量(E_{REC})為44μJ。
• 峰值反向恢復(fù)電流(I_{RRM})為9.8A。
• 充電時間為9.6ns。

典型特性

文檔中給出了多個典型特性圖，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、開關(guān)損耗與漏極電流的關(guān)系等。這些特性圖可以幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能。

機械封裝

該器件采用TO - 247 - 4L封裝，其尺寸有詳細的規(guī)格說明。需要注意的是，此封裝沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所有尺寸不包括毛刺、模具飛邊和連接條突出部分，并且符合ASME Y14.5 - 2009標(biāo)準(zhǔn)。

總結(jié)

onsemi的NTH4L040N120M3S碳化硅MOSFET具有低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、高速開關(guān)等優(yōu)異特性，適用于多種電力電子應(yīng)用。在設(shè)計電路時，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，結(jié)合器件的最大額定值、電氣特性和典型特性進行合理選型和設(shè)計。同時，要注意避免超過器件的最大額定值，以保證器件的可靠性和穩(wěn)定性。你在實際應(yīng)用中是否遇到過類似器件的選型和設(shè)計問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。