onsemi碳化硅共源共柵JFET：高性能功率器件的新選擇

在當(dāng)今的電子設(shè)計領(lǐng)域，功率器件的性能直接影響著電子設(shè)備的效率和可靠性。onsemi推出的UF3C120150K4S碳化硅（SiC）共源共柵JFET，為工程師們提供了一種高性能的解決方案。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這款器件。

文件下載：UF3C120150K4S-D.PDF

產(chǎn)品概述

UF3C120150K4S是一款功率N溝道器件，采用TO247 - 4封裝，耐壓達(dá)1200V，典型導(dǎo)通電阻為150mΩ。它將onsemi高性能的F3 SiC快速JFET與共源共柵優(yōu)化的MOSFET共同封裝，是市場上唯一采用標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動的SiC器件。該系列器件通過4引腳TO247 - 4封裝實現(xiàn)了快速開關(guān)，并且具有同類器件中最佳的反向恢復(fù)特性，非常適合用于開關(guān)感性負(fù)載以及需要標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動的應(yīng)用。

產(chǎn)品特性

電氣性能優(yōu)越

• 低導(dǎo)通電阻：典型導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on), typ}) 為150mΩ，能有效降低導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)效率。
• 寬電壓范圍：漏源電壓 (V{DS}) 可達(dá)1200V，柵源電壓 (V{GS}) 在 - 25V至 + 25V之間，適應(yīng)不同的工作環(huán)境。
• 高電流承載能力：連續(xù)漏極電流在 (T{C}=25^{circ}C) 時為18.4A， (T{C}=100^{circ}C) 時為13.8A；脈沖漏極電流在 (T_{C}=25^{circ}C) 時可達(dá)38A。

熱性能良好

• 高工作溫度：最大工作溫度為175°C，能在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，減少散熱設(shè)計的壓力。
• 低熱阻：結(jié)到外殼的熱阻為0.9，有利于熱量的散發(fā)，保證器件的可靠性。

其他特性

• 優(yōu)秀的反向恢復(fù)特性：反向恢復(fù)電荷低，能減少開關(guān)損耗，提高開關(guān)速度。
• 低柵極電荷和固有電容：降低了驅(qū)動功率，提高了開關(guān)效率。
• ESD保護(hù)：HBM 2類靜電放電保護(hù)，增強了器件的抗干擾能力。
• 環(huán)保設(shè)計：無鉛、無鹵素，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

典型應(yīng)用

該器件的應(yīng)用范圍廣泛，包括但不限于以下幾個領(lǐng)域：

• 電動汽車充電：能滿足快速充電的需求，提高充電效率。
• 光伏逆變器：提升能量轉(zhuǎn)換效率，降低損耗。
• 開關(guān)模式電源：提高電源的穩(wěn)定性和效率。
• 功率因數(shù)校正模塊：改善功率因數(shù)，減少電能浪費。
• 電機驅(qū)動：實現(xiàn)高效的電機控制。
• 感應(yīng)加熱：提供快速、高效的加熱解決方案。

性能參數(shù)

最大額定值

注：

1. 受 (T_{J, max}) 限制。
2. 脈沖寬度 (t{p}) 受 (T{J, max}) 限制。
3. 起始 (T_{J}=25^{circ}C)。

電氣特性

在 (T{J}= + 25^{circ}C) 時，該器件具有一系列典型的電氣特性，如擊穿電壓 (BV{DS}) 為1200V，總柵極泄漏電流、導(dǎo)通電阻、正向電壓等都有相應(yīng)的典型值和最大值。同時，在不同的測試條件下，其開關(guān)特性，如開通延遲時間、上升時間、關(guān)斷延遲時間、下降時間以及開關(guān)能量等也有明確的參數(shù)。

典型性能圖表

文檔中提供了多個典型性能圖表，展示了不同溫度下的輸出特性、歸一化導(dǎo)通電阻與溫度的關(guān)系、轉(zhuǎn)移特性、閾值電壓與結(jié)溫的關(guān)系、柵極電荷、第三象限特性、電容特性、直流漏極電流降額、總功率耗散、最大瞬態(tài)熱阻抗、安全工作區(qū)、鉗位電感開關(guān)能量與漏極電流和結(jié)溫的關(guān)系以及反向恢復(fù)電荷與結(jié)溫的關(guān)系等。這些圖表為工程師在設(shè)計電路時提供了重要的參考依據(jù)。

應(yīng)用信息

SiC共源共柵器件由高壓SiC耗盡型JFET和低壓硅MOSFET串聯(lián)組成，硅MOSFET作為控制單元，SiC JFET在關(guān)斷狀態(tài)下提供高電壓阻斷能力。這種組合使得器件與標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動器兼容，并且在低導(dǎo)通電阻、輸出電容、柵極電荷和反向恢復(fù)電荷等方面表現(xiàn)出色，從而降低了導(dǎo)通和開關(guān)損耗。此外，SiC共源共柵器件還具有出色的反向?qū)芰?，無需外部反并聯(lián)二極管。

在設(shè)計PCB時，由于該器件具有較高的dv/dt和di/dt速率，強烈建議進(jìn)行合理的布局設(shè)計，以最小化電路寄生參數(shù)。當(dāng)共源共柵器件工作在二極管模式時，建議使用外部柵極電阻，以實現(xiàn)最佳的反向恢復(fù)性能。如需了解更多關(guān)于共源共柵操作的信息，可訪問onsemi的SiC產(chǎn)品網(wǎng)站：https://www.onsemi.com/products/discrete?power?modul es/silicon?carbide?sic 。

訂購信息

機械尺寸

文檔還提供了TO247 - 4封裝的機械尺寸信息，包括各個引腳和封裝的具體尺寸及公差范圍，同時給出了推薦的PCB通孔尺寸。這些信息對于PCB設(shè)計和器件安裝非常重要。

總結(jié)

onsemi的UF3C120150K4S碳化硅共源共柵JFET以其高性能、寬應(yīng)用范圍和良好的熱性能等優(yōu)勢，為電子工程師在設(shè)計功率電路時提供了一個可靠的選擇。在實際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和電路設(shè)計要求，合理選擇和使用該器件，同時注意PCB布局和散熱設(shè)計等方面的問題，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用這款器件的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。