安森美900V、20毫歐SiC MOSFET深度解析

在電力電子領域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其卓越性能成為了眾多工程師的首選。今天，我們就來深入剖析安森美（onsemi）的一款SiC MOSFET——NTH4L020N090SC1。

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關鍵特性

低導通電阻

該器件在不同柵源電壓下呈現(xiàn)出低導通電阻特性。典型情況下，當 (V{GS}=15V) 時， (R{DS(on)} = 20mOmega)；當 (V{GS}=18V) 時， (R{DS(on)} = 16mOmega)。低導通電阻意味著在導通狀態(tài)下，器件的功率損耗更低，能有效提高系統(tǒng)效率。大家在實際設計中，是否思考過如何根據(jù)不同的應用場景選擇合適的柵源電壓以獲得最佳的導通電阻呢？

超低柵極電荷與低輸出電容

它具有超低的柵極電荷 (Q{G(tot)} = 196nC) 和低有效輸出電容 (C{oss} = 296pF)。這兩個特性使得器件在開關過程中，能夠快速響應，減少開關損耗，提高開關速度。在高頻應用中，這些特性的優(yōu)勢尤為明顯。那么，在高頻電路設計時，我們該如何充分利用這些特性來優(yōu)化電路性能呢？

可靠性保障

該器件經(jīng)過100% UIL測試，并且是無鹵產品，符合RoHS標準（豁免7a），二級互連為無鉛（2LI）。這為產品的長期穩(wěn)定運行提供了可靠保障。在實際應用中，可靠性是我們必須要考慮的重要因素，你在選擇器件時，會把這些可靠性指標放在什么位置呢？

典型應用

NTH4L020N090SC1適用于多種應用場景，如UPS（不間斷電源）、DC - DC轉換器和升壓逆變器等。在這些應用中，它的低導通電阻和快速開關特性能夠顯著提高系統(tǒng)的效率和性能。例如，在UPS中，能夠減少能量損耗，延長電池續(xù)航時間；在DC - DC轉換器中，可以提高轉換效率，降低發(fā)熱。你在這些應用場景中，是否使用過類似的SiC MOSFET呢？

最大額定值與電氣特性

最大額定值

電氣特性

關斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS})：在 (V{GS} = 0V)， (ID = 1mA) 時為 900V，溫度系數(shù) (V{(BR)DSS}/T_J) 為 500mV/°C。
• 零柵壓漏極電流 (I{DSS})：在 (V{GS} = 0V)， (TJ = 25°C)， (V{DS} = 900V) 時為 100μA；在 (T_J = 175°C) 時為 250μA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS})：在 (V{GS} = +22 / -8V)， (V_{DS} = 0V) 時為 ±1μA。

導通特性

• 柵極閾值電壓 (V{GS(TH)})：在 (V{GS}=V_{DS})， (I_D = 20mA) 時典型值為 2.7V。
• 推薦柵極電壓 (V_{GOP}) 范圍為 -5V 至 +15V。
• 漏源導通電阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS}=15V)， (I_D = 60A)， (TJ = 25°C) 時，典型值為 20mΩ，最大值為 28mΩ；在 (V{GS}=18V)， (I_D = 60A)， (T_J = 25°C) 時，典型值為 16mΩ。
• 正向跨導 (g{F5})：在 (V{DS}=20V)， (I_D = 60A) 時典型值為 49S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容 (C{iss})：在 (V{GS} = 0V)， (f = 1MHz) 時為 4415pF。
• 輸出電容 (C{oss})：在 (V{DS}=450V) 時為 296pF。
• 反向傳輸電容 (C_{RSS}) 為 24pF。
• 總柵極電荷 (Q{G(TOT)})：在 (V{GS} = -5/15V)， (V_{DS} = 720V)， (I_D = 60A) 時為 196nC。
• 柵極電阻 (R_G)：在 (f = 1MHz) 時為 1.6Ω。

開關特性

• 開通延遲時間 (t{d(ON)})：在 (V{GS}=-5 / 15V)， (V_{DS}=720V) 時為 29ns。
• 上升時間 (t_r)：在 (I_D = 60A)， (R_G = 2.5Ω)，電感負載下為 28ns。
• 關斷延遲時間 (t_{d(OFF)}) 為 54ns。
• 下降時間 (t_f) 為 14ns。
• 開通開關損耗 (E_{ON}) 為 611μJ。
• 關斷開關損耗 (E_{OFF}) 為 293μJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流 (I{SD})：在 (V{GS} = -5V)， (T_J = 25°C) 時為 106A。
• 脈沖漏源二極管正向電流 (I{SDM})：在 (V{GS} = -5V)， (T_J = 25°C) 時為 504A。
• 正向二極管電壓 (V{SD})：在 (V{GS} = -5V)， (I_{SD} = 30A)， (T_J = 25°C) 時為 3.8V。

熱特性

熱特性對于器件的穩(wěn)定運行至關重要。在實際設計中，我們需要根據(jù)熱阻參數(shù)合理設計散熱系統(tǒng)，以確保器件在安全的溫度范圍內工作。你在設計散熱系統(tǒng)時，會采用哪些方法來降低器件溫度呢？

封裝與訂購信息

該器件采用 TO - 247 - 4L 封裝，管裝，每管 30 個。在選擇封裝時，我們需要考慮到器件的散熱、安裝空間等因素。你在選擇封裝時，會優(yōu)先考慮哪些因素呢？

總結

安森美 NTH4L020N090SC1 SiC MOSFET以其低導通電阻、超低柵極電荷、低輸出電容等優(yōu)異特性，在UPS、DC - DC轉換器和升壓逆變器等應用中具有很大的優(yōu)勢。同時，其良好的可靠性和豐富的電氣特性為工程師提供了更多的設計選擇。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的設計需求，合理選擇器件的工作參數(shù)，確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。希望通過本文的介紹，能幫助大家更好地了解這款SiC MOSFET，在設計中發(fā)揮其最大的優(yōu)勢。