onsemi碳化硅MOSFET NVHL045N065SC1：高性能與可靠性的完美結(jié)合

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的功率器件對(duì)于設(shè)計(jì)的成功至關(guān)重要。今天，我們來(lái)深入探討onsemi的碳化硅（SiC）MOSFET——NVHL045N065SC1，看看它在實(shí)際應(yīng)用中能為我們帶來(lái)哪些優(yōu)勢(shì)。

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產(chǎn)品概述

NVHL045N065SC1是一款來(lái)自onsemi的碳化硅（SiC）MOSFET，采用TO - 247 - 3L封裝。它具有極低的導(dǎo)通電阻和柵極電荷，能夠?qū)崿F(xiàn)高速開(kāi)關(guān)，并且經(jīng)過(guò)了100%雪崩測(cè)試，同時(shí)滿(mǎn)足AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車(chē)車(chē)載充電器、電動(dòng)汽車(chē)/混合動(dòng)力汽車(chē)的DC - DC轉(zhuǎn)換器等典型應(yīng)用。

應(yīng)用電路圖

主要特性

低導(dǎo)通電阻

該MOSFET在不同柵源電壓下具有不同的導(dǎo)通電阻。典型情況下，當(dāng)$V{GS}=18V$時(shí)，$R{DS(on)} = 32m\Omega$；當(dāng)$V{GS}=15V$時(shí)，$R{DS(on)} = 42m\Omega$。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，能夠提高系統(tǒng)的效率。這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間工作的汽車(chē)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)尤為重要，能夠有效降低能耗，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

超低柵極電荷

其總柵極電荷$Q_{G(tot)} = 105nC$，超低的柵極電荷使得器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量更小，從而可以實(shí)現(xiàn)高速開(kāi)關(guān)。高速開(kāi)關(guān)特性不僅可以提高系統(tǒng)的工作頻率，還能減少開(kāi)關(guān)損耗，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。

低電容與高速開(kāi)關(guān)

輸出電容$C_{oss}=162pF$，低電容特性有助于減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中的能量損耗，進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)速度。在實(shí)際應(yīng)用中，高速開(kāi)關(guān)可以使電路更快地響應(yīng)控制信號(hào)，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

雪崩測(cè)試與可靠性

該器件經(jīng)過(guò)了100%雪崩測(cè)試，這表明它在承受雪崩能量時(shí)具有較高的可靠性。在汽車(chē)電子等應(yīng)用中，電路可能會(huì)遇到各種瞬態(tài)過(guò)電壓情況，經(jīng)過(guò)雪崩測(cè)試的器件能夠更好地應(yīng)對(duì)這些情況，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

汽車(chē)級(jí)認(rèn)證

AEC - Q101合格且具備PPAP能力，這使得NVHL045N065SC1非常適合汽車(chē)電子應(yīng)用。同時(shí)，該器件是無(wú)鹵的，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），在二級(jí)互連處為無(wú)鉛2LI，滿(mǎn)足環(huán)保要求。

最大額定值與電氣特性

最大額定值

該器件的最大額定值規(guī)定了其在正常工作時(shí)所能承受的極限參數(shù)。例如，漏源電壓$V{DSS}$最大為650V，柵源電壓$V{GS}$的范圍是 - 8V 到 + 22V，推薦的柵源電壓工作值$V_{GS(op)}$為 - 5V 到 + 18V。連續(xù)漏極電流$I_D$在不同的結(jié)溫下有不同的值，在$T_C = 25℃$時(shí)為66A，在$T_C = 100℃$時(shí)為46A。這些額定值為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考，確保器件在安全的范圍內(nèi)工作。

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(shí)為650V，且其溫度系數(shù)為 - 0.15V/℃（$I_D = 20mA$，參考25℃）。這意味著隨著溫度的升高，漏源擊穿電壓會(huì)略有下降。
• 零柵壓漏電流$I{DSS}$在$V{GS} = 0V$，$V_{DS} = 650V$，$T_J = 25℃$時(shí)為10μA，在$T_J = 175℃$時(shí)為1mA，說(shuō)明溫度對(duì)漏電流有較大影響。
• 柵源泄漏電流$I{GSS}$在$V{GS} = + 22 / - 8V$，$V_{DS} = 0V$時(shí)為250nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓$V{GS(TH)}$在$V{GS} = V_{DS}$，$I_D = 8mA$時(shí)，最小值為1.8V，典型值為2.8V，最大值為4.3V。
• 推薦柵極電壓$V_{GOP}$為 - 5V 到 + 18V。
• 漏源導(dǎo)通電阻$R{DS(on)}$在不同的柵源電壓和結(jié)溫下有不同的值。例如，在$V{GS} = 15V$，$I_D = 25A$，$TJ = 25℃$時(shí)，典型值為42mΩ；在$V{GS} = 18V$，$I_D = 25A$，$TJ = 25℃$時(shí)，典型值為32mΩ，最大值為50mΩ；在$V{GS} = 18V$，$I_D = 25A$，$T_J = 175℃$時(shí)，典型值為42mΩ。
• 正向跨導(dǎo)$g{fs}$在$V{DS} = 10V$，$I_D = 25A$時(shí)，典型值為16S。

電荷、電容與柵極電阻

輸入電容$C{iss}=1870pF$，輸出電容$C{oss}=162pF$，反向傳輸電容$C{Rss}=14pF$?？倴艠O電荷$Q{G(tot)} = 105nC$，柵源電荷$Q{GS}=27nC$，柵漏電荷$Q{GD}=30nC$，柵極電阻$R_G$在$f = 1MHz$時(shí)為3.1Ω。

開(kāi)關(guān)特性

該器件具有快速的開(kāi)關(guān)速度，如開(kāi)通延遲時(shí)間$t_{d(on)} = 14ns$，上升時(shí)間$tr = 30ns$，關(guān)斷延遲時(shí)間$t{d(off)} = 26ns$，下降時(shí)間$tf = 7ns$。開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗$E{ON}=198mJ$，關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗$E{OFF}=28mJ$，總開(kāi)關(guān)損耗$E{tot}=226mJ$。

漏源二極管特性

連續(xù)漏源二極管正向電流$I{SD}$在$V{GS} = - 5V$，$TJ = 25℃$時(shí)為75A，脈沖漏源二極管正向電流$I{SDM}$為191A。正向二極管電壓$V{SD}$在$V{GS} = - 5V$，$I_{SD}=25A$，$TJ = 25℃$時(shí)為4.4V。反向恢復(fù)時(shí)間$t{RR}=19ns$，反向恢復(fù)電荷$Q{RR}=99nC$，反向恢復(fù)能量$E{REC}=3.5mJ$，峰值反向恢復(fù)電流$I_{RRM}=10A$，充電時(shí)間$t_a = 11ns$，放電時(shí)間$t_b = 8.4ns$。

典型特性曲線(xiàn)

文檔中給出了一系列典型特性曲線(xiàn)，如導(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、非鉗位電感開(kāi)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)到殼的熱響應(yīng)等曲線(xiàn)。這些曲線(xiàn)可以幫助工程師更直觀地了解器件在不同工作條件下的性能，從而更好地進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

機(jī)械封裝與訂購(gòu)信息

機(jī)械封裝

NVHL045N065SC1采用TO - 247 - 3LD封裝，這種封裝具有一定的機(jī)械尺寸標(biāo)準(zhǔn)。文檔中給出了詳細(xì)的封裝尺寸信息，包括各個(gè)部分的最小、標(biāo)稱(chēng)和最大尺寸，如A尺寸為4.58mm到4.82mm，A1尺寸為2.20mm到2.60mm等。同時(shí)，還對(duì)封裝的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明，如尺寸不包括毛刺、模具飛邊和連接條突出部分，所有尺寸單位為毫米，圖紙符合ASME Y14.5 - 2009標(biāo)準(zhǔn)等。合適的封裝形式對(duì)于器件的安裝和散熱都有重要影響，工程師在設(shè)計(jì)PCB時(shí)需要根據(jù)封裝尺寸進(jìn)行合理布局。

訂購(gòu)信息

該器件的型號(hào)為NVHL045N065SC1，采用TO - 247長(zhǎng)引腳封裝，每管裝30個(gè)單元。這為工程師在采購(gòu)器件時(shí)提供了明確的信息。

總結(jié)與思考

onsemi的NVHL045N065SC1碳化硅MOSFET以其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、高速開(kāi)關(guān)等優(yōu)異特性，為汽車(chē)電子等領(lǐng)域的電路設(shè)計(jì)提供了一個(gè)高性能的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的電路需求，結(jié)合器件的最大額定值、電氣特性和典型特性曲線(xiàn)等參數(shù)，合理設(shè)計(jì)電路，確保器件的性能得到充分發(fā)揮。同時(shí)，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)要考慮器件的封裝尺寸和散熱要求，以保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用這款器件的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。