onsemi碳化硅MOSFET（NTBG020N090SC1）技術(shù)剖析

在電子工程領(lǐng)域，功率器件的性能對整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用。今天，我們來深入探討 onsemi 推出的碳化硅（SiC）MOSFET——NTBG020N090SC1，看看它有哪些獨特之處。

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產(chǎn)品概述

NTBG020N090SC1 是一款 EliteSiC 系列的碳化硅 MOSFET，采用 D2PAK - 7L 封裝，具備 900V 的耐壓能力，典型導(dǎo)通電阻低至 20mΩ（(V{GS}=15V)），當 (V{GS}=18V) 時，典型導(dǎo)通電阻更是可低至 16mΩ。這種低導(dǎo)通電阻特性使得該器件在功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用中能夠有效降低功耗，提高系統(tǒng)效率。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

前面提到，該 MOSFET 在不同 (V_{GS}) 下具有低導(dǎo)通電阻，這有助于減少導(dǎo)通損耗，提高能源轉(zhuǎn)換效率。在實際應(yīng)用中，低導(dǎo)通電阻可以降低發(fā)熱，延長器件使用壽命，同時也能提升整個系統(tǒng)的可靠性。

超低柵極電荷

其柵極總電荷 (Q_{G(tot)} = 200nC)，超低的柵極電荷意味著在開關(guān)過程中所需的驅(qū)動能量較少，從而可以降低驅(qū)動電路的功耗，提高開關(guān)速度，減少開關(guān)損耗。

低有效輸出電容

有效輸出電容 (C_{oss}=295pF)，低輸出電容能夠減少開關(guān)過程中的充放電時間，降低開關(guān)損耗，提高開關(guān)頻率，使系統(tǒng)能夠在更高的頻率下穩(wěn)定運行。

雪崩測試

該器件經(jīng)過 100% 雪崩測試，這表明它在承受雪崩能量時具有良好的可靠性，能夠在惡劣的工作條件下保持穩(wěn)定性能。

環(huán)保特性

此器件是無鹵的，并且符合 RoHS 標準（豁免 7a），二級互連采用無鉛工藝（2LI），符合環(huán)保要求。

典型應(yīng)用

該 MOSFET 適用于多種應(yīng)用場景，如不間斷電源（UPS）、DC - DC 轉(zhuǎn)換器、升壓逆變器等。在這些應(yīng)用中，其高性能特性能夠充分發(fā)揮作用，提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

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。

熱特性

熱特性對于功率器件的性能和可靠性至關(guān)重要。合理的熱阻設(shè)計能夠確保器件在工作過程中產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)出去，避免因過熱而損壞。

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，最小值為 900V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù) (V{(BR)DSS}/T{J})：在 (I_{D}=1mA) 時，為 440mV/°C。
• 零柵壓漏極電流 (I{DSS})：在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=900V)，(T{J}=25^{circ}C) 時為 100μA；(T_{J}=175^{circ}C) 時為 250μA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS})：在 (V{GS}= + 22 / - 8V)，(V_{DS}=0V) 時為 ±1μA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓：典型值為 2.6V。
• 推薦柵極電壓：為 - 5V。
• 導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)})：典型值為 20mΩ，最大值為 28mΩ。
• 正向跨導(dǎo) (g{Fs})：在 (V{DS}=20V)，(I_{D}=60A) 時，典型值為 49S。

電荷、電容及柵極電阻特性

• 輸入電容 (C_{iss})：典型值為 4415pF。
• 輸出電容 (C{oss})：在 (V{DS}=450V) 時為 295pF。
• 柵極總電荷 (Q{G})：在 (V{GS}=-5/15V)，(V_{DS}=720V) 時為 200nC。

開關(guān)特性

• 開通延遲時間：在 (V{GS}=-5/15V)，(V{DS}=720V)，(I{D}=60A)，(R{G}=2.5Ω)，感性負載條件下，典型值為 - （文檔未明確給出）。
• 關(guān)斷延遲時間：典型值為 58ns。
• 開通開關(guān)損耗 (E_{ON})：典型值為 1551μJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗 (E_{OFF})：典型值為 179μJ。

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^{circ}C) 時為 148A。
• 脈沖漏源二極管正向電流 (I{SDM})：在 (V{GS}=-5V)，(T_{J}=25^{circ}C) 時為 448A。
• 正向二極管電壓 (V{SD})：在 (V{GS}=-5V)，(I{SD}=30A)，(T{J}=25^{circ}C) 時為 3.7V。

典型特性曲線

文檔中給出了多個典型特性曲線，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極電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度和柵源電壓的變化、轉(zhuǎn)移特性、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、安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散以及結(jié)到環(huán)境的瞬態(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的性能和工作特性，從而進行合理的設(shè)計和應(yīng)用。

機械尺寸

該器件采用 D2PAK - 7L 封裝，文檔詳細給出了其機械尺寸，包括各引腳和封裝的最小、最大尺寸等信息，這對于 PCB 設(shè)計和布局非常重要。

訂購信息

對于需要使用該器件的工程師來說，了解訂購信息可以方便采購。

總的來說，onsemi 的 NTBG020N090SC1 碳化硅 MOSFET 憑借其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低有效輸出電容等特性，在功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。但在實際設(shè)計中，工程師還需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，結(jié)合其各項特性和參數(shù)進行合理的選擇和設(shè)計。大家在使用這款器件的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享。