安森美60毫歐、900V碳化硅MOSFET的技術(shù)剖析與應(yīng)用展望

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的性能逐漸成為眾多應(yīng)用的首選功率器件。今天，我們就來深入剖析安森美（onsemi）推出的一款60毫歐、900V碳化硅MOSFET——NTBG060N090SC1。

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產(chǎn)品特性亮點

低導(dǎo)通電阻

該器件在不同柵源電壓下展現(xiàn)出極低的導(dǎo)通電阻。典型情況下，當(dāng) (V{GS}=15V) 時，(R{DS(on)}=60mOmega)；當(dāng) (V{GS}=18V) 時，(R{DS(on)}=43mOmega)。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗更小，能夠有效提高系統(tǒng)的效率，這對于追求高效節(jié)能的應(yīng)用場景至關(guān)重要。

超低柵極電荷與高速開關(guān)特性

具有超低的柵極電荷 (Q{G(tot)}=88nC)，結(jié)合低電容特性（(C{oss}=115pF)），使得該MOSFET能夠?qū)崿F(xiàn)高速開關(guān)。高速開關(guān)特性不僅可以減少開關(guān)損耗，還能提高系統(tǒng)的工作頻率，從而減小濾波器等外圍元件的尺寸，降低系統(tǒng)成本和體積。

雪崩測試與高溫性能

該器件經(jīng)過100%雪崩測試，具備良好的可靠性。其工作結(jié)溫 (T_{J}) 可達175°C，能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，這為一些對溫度要求較為苛刻的應(yīng)用提供了保障。

環(huán)保特性

此器件是無鹵的，并且符合RoHS指令（豁免7a），在二級互連采用無鉛2LI技術(shù)，滿足環(huán)保要求。

典型應(yīng)用場景

UPS（不間斷電源）

在UPS系統(tǒng)中，需要高效、可靠的功率轉(zhuǎn)換器件來保證在市電中斷時能夠迅速切換到備用電源，為負(fù)載提供穩(wěn)定的電力。NTBG060N090SC1的低導(dǎo)通電阻和高速開關(guān)特性能夠提高UPS的轉(zhuǎn)換效率，減少能量損耗，延長電池的使用壽命。

DC - DC轉(zhuǎn)換器

DC - DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，對功率密度和效率有較高的要求。該MOSFET的高性能能夠滿足DC - DC轉(zhuǎn)換器在不同輸入輸出電壓下的高效轉(zhuǎn)換需求，有助于提高系統(tǒng)的整體性能。

升壓逆變器

升壓逆變器常用于太陽能光伏系統(tǒng)等領(lǐng)域，需要將較低的直流電壓轉(zhuǎn)換為較高的交流電壓。NTBG060N090SC1的高耐壓和低損耗特性能夠提高升壓逆變器的效率和可靠性，推動可再生能源的有效利用。

關(guān)鍵參數(shù)解讀

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，并且在實際應(yīng)用中，整個應(yīng)用環(huán)境會影響熱阻等參數(shù)，這些參數(shù)并非恒定值，僅在特定條件下有效。

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) 時為900V，其溫度系數(shù)為 (502mV/°C)（(I{D}=1mA)，參考25°C）。零柵壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=900V) 時，(T{J}=25°C) 為100μA，(T_{J}=175°C) 為250μA。
• 導(dǎo)通特性：柵極閾值電壓 (V{GOP}) 以及漏源導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 會隨著柵源電壓和溫度的變化而變化。例如，在 (V{GS}=18V)，(I{D}=20A)，(T{J}=25°C) 和 (V{GS}=15V)，(I{D}=20A)，(T{J}=175°C) 等不同條件下有不同的值。
• 電荷、電容與柵極電阻：輸入電容 (C{oss}) 在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V{DS}=450V) 時為115pF，總柵極電荷 (Q{G(TOT)}) 在 (V{GS}=-5/15V)，(V{DS}=720V)，(I_{D}=10A) 時有相應(yīng)的值。
• 開關(guān)特性：在 (V_{GS}=10V) 時，開啟延遲時間、上升時間、關(guān)斷延遲時間、下降時間以及總開關(guān)損耗等參數(shù)都有明確的典型值。
• 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21A，脈沖漏源二極管正向電流 (I{SDM}) 為176A，正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS}=-5V)，(I{SD}=10A)，(T{J}=25°C) 時為3.9V。

典型特性曲線分析

文檔中提供了一系列典型特性曲線，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源電壓的關(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、二極管正向電壓與電流的關(guān)系、柵源電壓與總電荷的關(guān)系、電容與漏源電壓的關(guān)系、無鉗位電感開關(guān)能力、最大連續(xù)漏極電流與殼溫的關(guān)系、最大額定正向偏置安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散以及結(jié)到殼的瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能，從而進行合理的設(shè)計和優(yōu)化。

機械封裝與訂購信息

該器件采用D2PAK - 7L封裝（CASE 418BJ），提供了詳細(xì)的封裝尺寸信息。訂購信息顯示，型號為NTBG060N090SC1的器件以800個/卷帶和卷盤的形式發(fā)貨。

總結(jié)與思考

安森美NTBG060N090SC1碳化硅MOSFET憑借其出色的性能和特性，在UPS、DC - DC轉(zhuǎn)換器、升壓逆變器等眾多應(yīng)用中具有廣闊的前景。作為電子工程師，在設(shè)計過程中需要充分考慮器件的各項參數(shù)和特性，結(jié)合實際應(yīng)用場景進行合理選擇和優(yōu)化。同時，我們也需要關(guān)注器件在不同工作條件下的性能變化，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。你在使用碳化硅MOSFET的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。