onsemi UG4SC075005L8S碳化硅組合場效應(yīng)管：性能與應(yīng)用解析
onsemi UG4SC075005L8S碳化硅組合場效應(yīng)管：性能與應(yīng)用解析
在電子工程領(lǐng)域，功率器件的性能直接影響著電路的效率和穩(wěn)定性。onsemi的UG4SC075005L8S碳化硅（SiC）組合場效應(yīng)管（Combo-FET），為工程師們提供了一種創(chuàng)新的解決方案，適用于多種高功率應(yīng)用場景。
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產(chǎn)品概述
UG4SC075005L8S將750V SiC JFET和低壓Si MOSFET集成在一個(gè)H-PDSO-F8封裝中。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)允許用戶創(chuàng)建常關(guān)開關(guān)電路，同時(shí)利用常開SiC JFET的優(yōu)勢，如超低導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）以最小化傳導(dǎo)損耗，以及簡化JFET器件結(jié)構(gòu)所具有的出色魯棒性，使其能夠處理電路保護(hù)應(yīng)用中所需的高能量開關(guān)。對(duì)于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用，該器件為JFET和MOSFET柵極提供了獨(dú)立的接入點(diǎn)，以改善速度控制并便于多個(gè)器件并聯(lián)。
產(chǎn)品特性
低導(dǎo)通電阻
具備個(gè)位數(shù)的(R_{DS(on)})，能有效降低傳導(dǎo)損耗，提高電路效率。
常關(guān)能力
可實(shí)現(xiàn)常關(guān)開關(guān)功能，滿足特定電路設(shè)計(jì)需求。
速度控制優(yōu)化
通過獨(dú)立的柵極接入，能更好地控制開關(guān)速度。
并聯(lián)性能提升
支持3個(gè)及以上FET并聯(lián)，改善并聯(lián)器件的工作性能。
寬溫度范圍
最高工作溫度可達(dá)175°C，適應(yīng)多種惡劣環(huán)境。
高脈沖電流能力
能夠承受高脈沖電流，增強(qiáng)了器件的可靠性。
優(yōu)秀的熱性能
采用銀燒結(jié)芯片連接技術(shù)，具有出色的熱阻特性。
短路保護(hù)
具備短路額定能力，保障電路安全。
環(huán)保設(shè)計(jì)
無鉛、無鹵素，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
典型應(yīng)用
固態(tài)/半導(dǎo)體斷路器
利用其高能量開關(guān)能力和短路保護(hù)特性，確保電路在故障時(shí)的安全切斷。
固態(tài)/半導(dǎo)體繼電器
實(shí)現(xiàn)快速、可靠的開關(guān)動(dòng)作，提高繼電器的性能。
電池?cái)嚅_裝置
在電池管理系統(tǒng)中，有效控制電池的連接和斷開。
浪涌保護(hù)
應(yīng)對(duì)電路中的浪涌電流，保護(hù)設(shè)備免受損壞。
浪涌電流控制
精確控制浪涌電流，避免對(duì)電路造成沖擊。
高功率開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器（>25 kW）
適用于高功率應(yīng)用，提高功率轉(zhuǎn)換效率。
電氣特性
最大額定值
| 參數(shù) | 測試條件 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓（(V_{DS})） | - | 750 | V |
| JFET柵源電壓（(V_{JGS})） | DC | -30 to +3 | V |
| AC（注1） | -30 to +30 | V | |
| MOSFET柵源電壓（(V_{GS})） | DC | -20 to +20 | V |
| AC（f>1 Hz） | -25 to +25 | V | |
| 連續(xù)漏極電流（(I_{D})） | (T_{C}<144^{circ}C) | 120 | A |
| 脈沖漏極電流（(I_{DM})） | (T_{C}=25^{circ}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(shí)間（(t_{sc})） | (V{DS}=400 V, T{J(START)}=175^{circ}C) | 5 | μs |
| 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^{circ}C) | 1153 | W |
| 最大結(jié)溫（(T_{J,max})） | - | 175 | °C |
| 工作和存儲(chǔ)溫度（(T{J}, T{STG})） | - | -55 to 175 | °C |
| 回流焊接溫度（(T_{solder})） | 回流MSL 1 | 260 | °C |
注：
- +30 V AC額定值適用于外部(R_{G}>1 Omega)時(shí)施加的<200 ns導(dǎo)通脈沖。
- 受鍵合線限制。
- 脈沖寬度(t{p})受(T{J, max })限制。
- 起始(T_{J}=25^{circ}C)。
靜態(tài)特性
| 在(T{J}=+25^{circ}C)和(V{JGS}=0 V)（除非另有說明）的條件下，該器件具有以下典型靜態(tài)特性： | 參數(shù) | 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_{loss})） | (V{DS}=750 V, V{GS}=0 V, T_{J}=25^{circ}C) | - | 6 | 130 | μA | |
| (V{DS}=750 V, V{GS}=0 V, T_{J}=175^{circ}C) | - | 45 | - | μA | ||
| 總JFET柵極泄漏電流（(J_{GSS})） | (V{GS}=-20 V, V{GS}=12 V) | - | 0.1 | 100 | μA | |
| 總MOSFET柵極泄漏電流（(I_{GSS})） | (V_{GS} = -20V/+20V) | - | 6 | 20 | μA | |
| 漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})） | (V{GS}=15 V, V{JGS}=2 V, I{D}=80 A, T{J}=25^{circ}C) | - | 5.0 | - | mΩ | |
| (V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=25^{circ}C) | - | 5.4 | 7.2 | mΩ | ||
| (V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=125^{circ}C) | - | 9.3 | - | mΩ | ||
| (V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=175^{circ}C) | - | 12.2 | - | mΩ | ||
| JFET柵極閾值電壓（(V_{JG(th)})） | (V{DS}=5 V, V{GS}=12 V, I_{D}=180 mA) | -8.3 | -6.0 | -3.7 | V | |
| MOSFET柵極閾值電壓（(V_{G(th)})） | (V{DS}=5 V, I{D}=10 mA) | 4 | 4.7 | 6 | V | |
| JFET柵極電阻（(R_{JG})） | (f = 1 MHz)，開路漏極 | - | 0.8 | - | Ω | |
| MOSFET柵極電阻（(R_{G})） | (f = 1 MHz)，開路漏極 | - | 0.8 | - | Ω |
反向二極管特性
| 參數(shù) | 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^{circ}C) | - | - | 120 | A |
| 二極管脈沖電流（(I_{S.pulse})） | (T_{C}=25^{circ}C) | - | - | 588 | A |
| 正向電壓（(V_{FSD})） | (V{GS}=0 V, I{S}=50 A, T_{J}=25^{circ}C) | - | 1.03 | 1.16 | V |
| (V{GS}=0 V, I{S}=50 A, T_{J}=175^{circ}C) | - | 1.06 | - | V | |
| 反向恢復(fù)電荷（(Q_{m})） | (V{DS}=400 V, I{S}=80 A, V{GS}=0 V, V{JGS}=0 V, R{JG} = 0.7 Omega, di/dt = 2400 A/μs, T{J} = 25 °C) | - | 377 | - | nC |
| 反向恢復(fù)時(shí)間（(t_{rr})） | - | 70 | - | - | ns |
| 反向恢復(fù)電荷（(Q_{m})） | (V{DS}=400 V, I{S}=80 A, V{GS}=0 V, V{JGS}=0 V, R{JG} = 0.7 Omega, di/dt = 2400 A/μs, T{J}=150^{circ}C) | - | 427 | - | nC |
| 反向恢復(fù)時(shí)間（(t_{rr})） | - | 78 | - | - | ns |
動(dòng)態(tài)特性
MOSFET柵極作為控制端（(V_{JGS}=0 V)）
| 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| MOSFET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(guān)）（(C_{oss(er)})） | (V{DS}=0 V) to (400 V, V{GS}=0 V) | - | 475 | - | pF |
| 有效輸出電容（時(shí)間相關(guān)）（(C_{oss(tr)})） | - | - | 950 | - | pF |
| 總柵極電荷（(Q_{G})） | (V{DS}=400 V, I{D}=80 A, V_{GS} = 0 V) to 15 V | - | 164 | - | nC |
| 柵漏電荷（(Q_{GD})） | - | - | 24 | - | nC |
| 柵源電荷（(Q_{GS})） | - | - | 46 | - | nC |
JFET柵極作為控制端（(V_{GS}=+12 V)）
| 參數(shù) | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| JFET輸入電容（(C_{Jiss})） | (V{DS}=400 V, V{JGS}=-20 V, f = 100 kHz) | - | 3028 | - | pF |
| JFET輸出電容（(C_{Joss})） | - | - | 364 | - | pF |
| JFET反向傳輸電容（(C_{Jrss})） | - | - | 360 | - | pF |
| JFET總柵極電荷（(Q_{JG})） | (V{DS}=400 V, I{D}=80 A, V_{JGS} = -18 V) to 0 V | - | 400 | - | nC |
| JFET柵漏電荷（(Q_{JGD})） | - | - | 270 | - | nC |
| JFET柵源電荷（(Q_{JGS})） | - | - | 60 | - | nC |
典型性能圖表
文檔中提供了一系列典型性能圖表，包括不同溫度下的輸出特性、導(dǎo)通電阻與溫度的關(guān)系、柵極電荷特性等。這些圖表直觀地展示了器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，為工程師在電路設(shè)計(jì)中提供了重要的參考依據(jù)。
訂購信息
| 零件編號(hào) | 標(biāo)記 | 封裝 | 包裝 |
|---|---|---|---|
| UG4SC075005L8S | UG4SC075005 | H-PDSO-F8（無鉛、無鹵素） | 2,000 / 卷帶包裝 |
關(guān)于卷帶規(guī)格的詳細(xì)信息，可參考Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。
總結(jié)
onsemi的UG4SC075005L8S碳化硅組合場效應(yīng)管憑借其出色的性能和廣泛的應(yīng)用范圍，為電子工程師提供了一種高性能、高可靠性的功率器件解決方案。在高功率開關(guān)模式轉(zhuǎn)換、電路保護(hù)等應(yīng)用中，該器件能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，提高電路效率和穩(wěn)定性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，結(jié)合器件的電氣特性和典型性能圖表，合理選擇和使用該器件，以實(shí)現(xiàn)最佳的電路性能。
你在使用類似功率器件時(shí)，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。
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功率器件
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