深入解析 onsemi NTH4L028N170M1 SiC MOSFET

引言

在電子工程領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體器件的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率、可靠性和性能起著關(guān)鍵作用。碳化硅（SiC）MOSFET 作為新一代的功率器件，以其卓越的性能逐漸成為眾多應(yīng)用的首選。今天，我們將深入探討 onsemi 的 NTH4L028N170M1 SiC MOSFET，詳細(xì)了解其特性、參數(shù)和典型應(yīng)用。

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產(chǎn)品概述

NTH4L028N170M1 是 onsemi 推出的一款 1700V、28mΩ 的 SiC MOSFET，采用 TO - 247 - 4L 封裝。它屬于 EliteSiC 系列，具備一系列出色的特性，適用于多種電力電子應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

典型的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=20V) 時(shí)為 28mΩ，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)效率。

超低柵極電荷

柵極總電荷 (Q_{G(tot)} = 200nC)，低柵極電荷使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量較少，從而降低了驅(qū)動(dòng)電路的功耗，提高了開(kāi)關(guān)速度。

高速開(kāi)關(guān)與低電容

輸出電容 (C_{oss}=200pF)，低電容特性使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中能夠快速充放電，減少開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)。

雪崩測(cè)試

該器件經(jīng)過(guò) 100% 雪崩測(cè)試，具有良好的抗雪崩能力，能夠在異常情況下保證器件的可靠性。

環(huán)保特性

這些器件無(wú)鉛且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)保要求。

典型應(yīng)用

UPS（不間斷電源）

在 UPS 系統(tǒng)中，NTH4L028N170M1 的低導(dǎo)通電阻和高速開(kāi)關(guān)特性能夠提高 UPS 的效率和響應(yīng)速度，確保在市電中斷時(shí)能夠快速切換到備用電源，為負(fù)載提供穩(wěn)定的電力。

DC - DC 轉(zhuǎn)換器

DC - DC 轉(zhuǎn)換器需要高效的功率轉(zhuǎn)換，該 MOSFET 的低損耗特性可以降低轉(zhuǎn)換器的功耗，提高轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)其高速開(kāi)關(guān)能力能夠滿足轉(zhuǎn)換器對(duì)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求。

升壓轉(zhuǎn)換器

升壓轉(zhuǎn)換器需要能夠承受高電壓和大電流的器件，NTH4L028N170M1 的 1700V 耐壓和大電流承載能力使其非常適合升壓應(yīng)用。

最大額定值

需要注意的是，超過(guò)最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(I_D = 1mA) 時(shí)為 1700V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù) (V_{(BR)DSS}/T_J) 為 0.46V/°C。
• 零柵壓漏極電流 (I_{loss}) 在 (TJ = 25°C) 時(shí)較小，在 (TJ = 175°C) 時(shí)為 1mA。
• 柵源泄漏電流 (I{GS}) 在 (V{GS}= +25 / -15V)，(V_{DS}=0V) 時(shí)為 ±1μA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V_{DS})，(I_D = 20mA) 時(shí)為 1.8 - 4.3V。
• 推薦柵極電壓 (V_{GOP}) 為 +20V。
• 漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=20V)，(I_D = 60A)，(T_J = 25°C) 時(shí)為 28 - 40mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g{fs}) 在 (V{DS}=20V)，(I_D = 60A) 時(shí)為 31S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{ISS}) 在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS}=800V) 時(shí)為 4230pF。
• 輸出電容 (C_{oss}) 為 200pF。
• 反向傳輸電容 (C_{RSS}) 為 10pF。
• 總柵極電荷 (Q{G(TOT)}) 在 (V{GS}= -5 / 20V)，(V_{DS}=800V)，(I_D = 60A) 時(shí)為 200nC。
• 柵極電阻 (R_G) 在 (f = 1MHz) 時(shí)為 5.8Ω。

開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)通延遲時(shí)間 (t{d(ON)})、上升時(shí)間、關(guān)斷延遲時(shí)間、下降時(shí)間等參數(shù)決定了器件的開(kāi)關(guān)速度和開(kāi)關(guān)損耗。例如，開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗 (E{ON}) 為 1311μJ，關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗 (E{OFF}) 為 683μJ，總開(kāi)關(guān)損耗 (E{tot}) 為 1994μJ。

源 - 漏二極管特性

• 連續(xù)源 - 漏二極管正向電流在 (V_{GS}= -5V)，(T_J = 25°C) 時(shí)為 124A。
• 脈沖源 - 漏二極管正向電流 (I_{SDM}) 為 363A。
• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS}= -5V)，(I_{SD}=60A)，(T_J = 25°C) 時(shí)為 4.3V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間和反向恢復(fù)電荷等參數(shù)影響二極管的反向恢復(fù)特性。

熱特性

結(jié)到外殼的穩(wěn)態(tài)熱阻 (R_{theta JC}) 最大為 0.28°C/W，熱阻是衡量器件散熱能力的重要參數(shù)，較低的熱阻有助于器件在工作過(guò)程中更好地散熱，保證其性能和可靠性。

封裝尺寸

總結(jié)

onsemi 的 NTH4L028N170M1 SiC MOSFET 憑借其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、高速開(kāi)關(guān)和良好的抗雪崩能力等特性，在 UPS、DC - DC 轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以根據(jù)其電氣特性和熱特性，合理選擇驅(qū)動(dòng)電路和散熱方案，以充分發(fā)揮該器件的性能。同時(shí)，在使用過(guò)程中要注意不要超過(guò)其最大額定值，確保器件的可靠性和穩(wěn)定性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似器件的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。