安森美UJ4SC075005L8S碳化硅場效應管深度解析
安森美UJ4SC075005L8S碳化硅場效應管深度解析
在電力電子領域，碳化硅（SiC）技術正憑借其卓越的性能逐漸成為主流。安森美（onsemi）推出的UJ4SC075005L8S碳化硅場效應管，以其獨特的設計和出色的性能，為眾多應用場景帶來了新的解決方案。本文將對這款產品進行詳細解析，幫助電子工程師更好地了解和應用該器件。
文件下載：UJ4SC075005L8S-D.PDF
產品概述
UJ4SC075005L8S是一款750V、5.4mΩ的G4 SiC FET。它采用了獨特的“共源共柵”電路配置，將常開型SiC JFET與Si MOSFET封裝在一起，形成了常閉型SiC FET器件。這種設計使得該器件具有標準的柵極驅動特性，能夠使用現成的柵極驅動器，在替換Si IGBT、Si超結器件或SiC MOSFET時，只需進行最小限度的重新設計。
該器件采用了節(jié)省空間的H - PDSO - F8封裝，支持自動化組裝。其具有超低的柵極電荷和出色的反向恢復特性，非常適合用于開關電感負載以及任何需要標準柵極驅動的應用。
產品特性
電氣特性
- 導通電阻低：典型導通電阻 (R_{DS (on) }) 為5.4mΩ，能有效降低導通損耗，提高系統(tǒng)效率。
- 工作溫度范圍寬：最大工作溫度可達175°C，可適應惡劣的工作環(huán)境。
- 反向恢復特性好：反向恢復電荷 (Q_{rr}=440 nC)，能減少開關損耗。
- 低體二極管電壓：體二極管正向電壓 (V_{FSD}) 為1.03V，降低了反向導通時的損耗。
- 低柵極電荷：柵極電荷 (Q_{G}=164 nC)，減少了驅動功耗。
- 閾值電壓合適：閾值電壓 (V_{G(th)}) 典型值為4.7V，允許0 - 15V的驅動電壓。
- 低固有電容：有助于提高開關速度，減少開關損耗。
- ESD保護：具備HBM 2類靜電放電保護，增強了器件的可靠性。
封裝優(yōu)勢
H - PDSO - F8封裝不僅節(jié)省空間，還能實現更快的開關速度和更干凈的柵極波形，為系統(tǒng)設計提供了便利。
產品參數
最大額定值
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | (V_{DS}) | 750 | V | |
| 柵源電壓（DC） | (V_{GS}) | -20 to +20 | V | |
| 柵源電壓（AC，f > 1 Hz） | (V_{GS}) | -25 to +25 | V | |
| 連續(xù)漏極電流 | (I_{D}) | (T_{C} < 144 °C) | 120 | A |
| 脈沖漏極電流 | (I_{DM}) | (T_{C} = 25 °C) | 588 | A |
| 單脈沖雪崩能量 | (E_{AS}) | (L = 15 mH)，(I_{AS} = 6.5 A) | 316 | mJ |
| 短路耐受時間 | (t_{SC}) | (V{DS} = 400 V)，(T{J(START)} = 175 °C) | 5 | s |
| SiC FET dv/dt魯棒性 | (dv/dt) | (V_{DS} ≤ 500 V) | 100 | V/ns |
| 功率耗散 | (P_{tot}) | (T_{C} = 25 °C) | 1153 | W |
| 最大結溫 | (T_{J,max}) | 175 | °C | |
| 工作和存儲溫度 | (T{J}, T{STG}) | -55 to 175 | °C | |
| 回流焊接溫度 | (T_{solder}) | 回流MSL 1 | 260 | °C |
熱特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 結到殼熱阻 | (R_{θJC}) | 0.10 | 0.13 | °C/W |
典型性能 - 靜態(tài)特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 漏源擊穿電壓 | (BV_{DS}) | (V{GS} = 0 V)，(I{D} = 1 mA) | 750 | V | ||
| 總漏極泄漏電流 | (I_{DSS}) | (V{DS} = 750 V)，(V{GS} = 0 V)，(T_{J} = 25 °C) | 6 | 130 | μA | |
| (V{DS} = 750 V)，(V{GS} = 0 V)，(T_{J} = 175 °C) | 45 | μA | ||||
| 總柵極泄漏電流 | (I_{GSS}) | (V{DS} = 0 V)，(T{J} = 25 °C)，(V_{GS}=-20V/+20V) | 6 | 20 | μA | |
| 漏源導通電阻 | (R_{DS(on)}) | (V{GS} = 12 V)，(I{D} = 80 A)，(T_{J} = 25 °C) | 5.4 | 7.2 | mΩ | |
| (V{GS} = 12 V)，(I{D} = 80 A)，(T_{J} = 125 °C) | 9.3 | mΩ | ||||
| (V{GS} = 12 V)，(I{D} = 80 A)，(T_{J} = 175 °C) | 12.2 | mΩ | ||||
| 柵極閾值電壓 | (V_{G(th)}) | (V{DS} = 5 V)，(I{D} = 10 mA) | 4 | 4.7 | 6 | V |
| 柵極電阻 | (R_{G}) | (f = 1 MHz)，開漏 | 0.8 | 1.5 | Ω |
典型性能 - 反向二極管特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 二極管連續(xù)正向電流 | (I_{S}) | (T_{C} < 144 °C) | 120 | A | ||
| 二極管脈沖電流 | (I_{S,pulse}) | (T_{C} = 25 °C) | 588 | A | ||
| 正向電壓 | (V_{FSD}) | (V{GS} = 0 V)，(I{S} = 50 A)，(T_{J} = 25 °C) | 1.03 | 1.16 | V | |
| (V{GS} = 0 V)，(I{S} = 50 A)，(T_{J} = 175 °C) | 1.06 | V | ||||
| 反向恢復電荷 | (Q_{rr}) | (V{DS} = 400 V)，(I{S} = 80 A)，(V{GS} = 0 V)，(R{G} = 20 Omega)，(di/dt = 2800 A/μs)，(T_{J}=25°C) | 440 | nC | ||
| 反向恢復時間 | (t_{rr}) | 31 | ns | |||
| (Q_{rr}) | (V{DS} = 400 V)，(I{S} = 80 A)，(V{GS} = 0 V)，(R{G} = 20 Omega)，(di/dt = 2800 A/μs)，(T_{J}=150°C) | 525 | nC | |||
| 反向恢復時間 | (t_{rr}) | 37 | ns |
典型性能 - 動態(tài)特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電容 | (C_{iss}) | (V{DS} = 400 V)，(V{GS} = 0 V)，(f = 100 kHz) | 8374 | pF | ||
| 輸出電容 | (C_{oss}) | 362 | pF | |||
| 反向傳輸電容 | (C_{rss}) | 4 | pF | |||
| 有效輸出電容（能量相關） | (C_{oss(er)}) | (V{DS} = 0 V) 到 (400 V)，(V{GS} = 0 V) | 475 | pF | ||
| 有效輸出電容（時間相關） | (C_{oss(tr)}) | (V{DS} = 0 V) 到 (400 V)，(V{GS} = 0 V) | 950 | pF | ||
| (C_{oss}) 存儲能量 | (E_{oss}) | (V{DS} = 400 V)，(V{GS} = 0 V) | 38 | μJ | ||
| 總柵極電荷 | (Q_{g}) | (V{DS} = 400 V)，(I{D} = 80 A) | 164 | nC | ||
| 柵漏電荷 | (Q_{GD}) | (V_{GS} = 0 V) 到 (15 V) | 24 | nC | ||
| 柵源電荷 | (Q_{GS}) | 46 | nC | |||
| 導通延遲時間 | (t_{d(on)}) | 見注釋7和8，(V{DS} = 400 V)，(I{D} = 80 A)，柵極驅動器 (=0 V) 到 (+15 V)，導通 (R{G, EXT}=1.5 Omega)，關斷 (R{G, EXT}=5 Omega)，電感負載，FWD：同器件 (V{GS} = 0 V) 且 (R{G}=5 Omega)，RC緩沖器：(R{S}=5 Omega) 且 (C{S}=680 pF)，(T_{J}=25^{circ} C) | 35 | ns | ||
| 上升時間 | (t_{r}) | 39 | ns | |||
| 關斷延遲時間 | (t_{d(off)}) | 109 | ns | |||
| 下降時間 | (t_{f}) | 13 | ns | |||
| 導通能量（含 (R_{S}) 能量） | (E_{ON}) | 766 | μJ | |||
| 關斷能量（含 (R_{S}) 能量） | (E_{OFF}) | 162 | μJ | |||
| 總開關能量 | (E_{TOTAL}) | 928 | μJ | |||
| 導通時緩沖器 (R_{S}) 能量 | (E_{RS_ON}) | 17.6 | μJ | |||
| 關斷時緩沖器 (R_{S}) 能量 | (E_{RS_OFF}) | 7.2 | μJ | |||
| 導通延遲時間 | (t_{d(on)}) | 見注釋7和8，(V{DS} = 400 V)，(I{D} = 80 A)，柵極驅動器 (=0 V) 到 (+15 V)，導通 (R{G, EXT}=1.5 Omega)，關斷 (R{G, EXT}=5 Omega)，電感負載，FWD：同器件 (V{GS} = 0 V) 且 (R{G}=5 Omega)，RC緩沖器：(R{S}=5 Omega) 且 (C{S}=680 pF)，(T_{J}=150^{circ} C) | 37 | ns | ||
| 上升時間 | (t_{r}) | 41 | ns | |||
| 關斷延遲時間 | (t_{d(off)}) | 114 | ns | |||
| 下降時間 | (t_{f}) | 13 | ns | |||
| 導通能量（含 (R_{S}) 能量） | (E_{ON}) | 808 | μJ | |||
| 關斷能量（含 (R_{S}) 能量） | (E_{OFF}) | 187 | μJ | |||
| 總開關能量 | (E_{TOTAL}) | 995 | μJ | |||
| 導通時緩沖器 (R_{S}) 能量 | (E_{RS_ON}) | 18.3 | μJ | |||
| 關斷時緩沖器 (R_{S}) 能量 | (E_{RS_OFF}) | 10.3 | μJ |
典型應用
UJ4SC075005L8S適用于多種應用場景，包括：
- 固態(tài)繼電器和斷路器：憑借其低導通電阻和快速開關特性，能夠提高系統(tǒng)的可靠性和效率。
- AC - DC前端的線路整流和有源橋整流電路：可有效減少整流過程中的損耗，提高電源轉換效率。
- 電動汽車充電：滿足高功率充電需求，提高充電速度和效率。
- 光伏逆變器：提高逆變器的效率和穩(wěn)定性，增加光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
- 開關模式電源：降低電源的功耗，提高電源的性能和可靠性。
- 功率因數校正模塊：改善電源的功率因數，減少對電網的干擾。
- 電機驅動：提供高效的電機控制，降低電機驅動系統(tǒng)的能耗。
- 感應加熱：實現快速、高效的加熱過程。
應用注意事項
PCB布局
由于SiC FET具有較高的dv/dt和di/dt速率，為了減少電路寄生參數的影響，強烈建議進行合理的PCB布局設計。例如，縮短柵極驅動線路的長度，減少雜散電感和電容。
外部柵極電阻
當FET工作在二極管模式時，建議使用外部柵極電阻，以獲得最佳的反向恢復性能。
緩沖電路
使用具有小 (R{(G)}) 的緩沖電路可以提供更好的EMI抑制效果和更高的效率。與使用高 (R{(G)}) 值相比，小 (R{(G)}) 能更好地控制關斷時的 (V{(DS)}) 峰值尖峰和振鈴持續(xù)時間，同時減少總開關損耗。
總結
安森美UJ4SC075005L8S碳化硅場效應管憑借其出色的性能和獨特的設計，為電力電子應用提供了一種高效、可靠的解決方案。在實際應用中，電子工程師需要根據具體的應用場景和要求，合理設計
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
安森美
+關注
關注
33文章
2228瀏覽量
95878
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
安森美UJ4SC075018L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合
安森美UJ4SC075018L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合 在當今電子設備不斷追求高性能、高效率和小型化的時代，功率半導體器件的性能至關重要。
安森美UJ4SC075011K4S碳化硅場效應管深度剖析
安森美UJ4SC075011K4S碳化硅場效應管深度剖析 作為電子工程師，在設計電路時，選擇合適的功率開關器件至關重要。今天，我們就來深入探
onsemi UJ4SC075010L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合
onsemi UJ4SC075010L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合 在電子工程領域，功率器件的性能直接影響著整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。今天，我們來深入了解一下 onsemi
安森美UJ4SC075006K4S碳化硅共源共柵JFET深度解析
安森美UJ4SC075006K4S碳化硅共源共柵JFET深度解析 在電力電子領域，碳化硅（SiC
安森美UJ4SC075009B7S碳化硅場效應管：性能與應用解析
安森美UJ4SC075009B7S碳化硅場效應管：性能與應用解析 在電力電子領域的不斷發(fā)展中，碳化硅
安森美UJ4C075060L8S碳化硅共源共柵JFET深度解析
安森美UJ4C075060L8S碳化硅共源共柵JFET深度解析 在電力電子領域，碳化硅（SiC）
onsemi UJ4C075060B7S碳化硅場效應管深度解析
onsemi UJ4C075060B7S碳化硅場效應管深度解析 在電力電子領域，碳化硅（SiC）
安森美UJ4C075044L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合
安森美UJ4C075044L8S碳化硅場效應管：高性能與可靠性的完美結合 在當今的電子設計領域，功率器件的性能和可靠性對于系統(tǒng)的整體表現至關重要。安
安森美UJ4C075044K4S碳化硅場效應管：性能與應用全解析
安森美UJ4C075044K4S碳化硅場效應管：性能與應用全解析 在電力電子領域，碳化硅（SiC
安森美UJ4C075044K3S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選
安森美UJ4C075044K3S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選 在電子工程師的日常設計工作中，選擇合適的功率開關器件至關重要。安森美的
安森美UJ4C075033K4S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選
安森美UJ4C075033K4S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選 在電子工程領域，功率開關器件的性能對整個系統(tǒng)的效率和可靠性起著關鍵作用。安森美
onsemi UJ4C075033L8S碳化硅場效應管深度解析
onsemi UJ4C075033L8S碳化硅場效應管深度解析 在電力電子領域，碳化硅（SiC）
安森美UJ4C075044B7S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選
安森美UJ4C075044B7S碳化硅場效應管：高性能開關的理想之選 在電力電子領域，碳化硅（SiC）技術正憑借其卓越的性能逐漸成為主流。
安森美UJ4C075033B7S碳化硅場效應管：性能解析與應用指南
安森美UJ4C075033B7S碳化硅場效應管：性能解析與應用指南 在電力電子領域，碳化硅（Si
onsemi UJ4C075023B7S碳化硅場效應管深度解析
onsemi UJ4C075023B7S碳化硅場效應管深度解析 在功率半導體領域，碳化硅（SiC
評論