探索 onsemi NTD360N80S3Z 800V N 溝道功率 MOSFET 的卓越性能

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，功率 MOSFET 是至關(guān)重要的元件，其性能直接影響到整個(gè)電路的效率、穩(wěn)定性和可靠性。今天，我們將深入探討 onsemi 推出的 NTD360N80S3Z 800V N 溝道功率 MOSFET，了解它的特點(diǎn)、應(yīng)用以及關(guān)鍵參數(shù)。

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產(chǎn)品概述

NTD360N80S3Z 屬于 onsemi 的 800V SUPERFET III MOSFET 高性能系列。該系列專為反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)開關(guān)進(jìn)行了優(yōu)化，具有 800V 的擊穿電壓，能夠在不犧牲 EMI 性能的前提下，實(shí)現(xiàn)更低的開關(guān)損耗和更低的外殼溫度。此外，內(nèi)部齊納二極管顯著提高了 ESD 能力，為電路提供了更可靠的保護(hù)。

產(chǎn)品特點(diǎn)剖析

低導(dǎo)通電阻

典型的 (R_{DS(on)} = 300 mOmega)，最大為 (360 mOmega)。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，MOSFET 上的功率損耗更小，能夠有效提高電路的效率，減少發(fā)熱，對(duì)于一些對(duì)功率密度要求較高的應(yīng)用，如筆記本適配器、音頻設(shè)備等非常有利。大家在設(shè)計(jì)時(shí)有沒有考慮過導(dǎo)通電阻對(duì)整體效率的具體影響程度呢？

超低柵極電荷

典型的 (Qg_{g}=25.3 nC)，低柵極電荷可以降低驅(qū)動(dòng)電路的功耗，加快開關(guān)速度，從而減少開關(guān)損耗。在高頻應(yīng)用中，這一特性能夠顯著提升電路的性能。那么在高頻開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，如何充分利用低柵極電荷的優(yōu)勢(shì)呢？

低輸出電容存儲(chǔ)能量

(Eoss =2.72 mu J)（@ 400V），這意味著在開關(guān)過程中，輸出電容存儲(chǔ)的能量較少，減少了能量損耗，進(jìn)一步提高了電路效率。

100%雪崩測(cè)試

經(jīng)過 100%雪崩測(cè)試，表明該 MOSFET 具有良好的雪崩能量耐量，能夠承受瞬間的高能量沖擊，提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。在一些可能會(huì)出現(xiàn)高能量沖擊的應(yīng)用場(chǎng)景中，如工業(yè)電源，這種特性就顯得尤為重要。

改進(jìn)的 ESD 能力

內(nèi)部齊納二極管的加入，顯著提高了 ESD 能力，能夠有效防止靜電對(duì) MOSFET 的損壞，延長產(chǎn)品的使用壽命。在實(shí)際應(yīng)用中，靜電防護(hù)是一個(gè)不容忽視的問題，大家在設(shè)計(jì)時(shí)是如何考慮 ESD 防護(hù)的呢？

RoHS 合規(guī)

符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，意味著該產(chǎn)品符合環(huán)保要求，有助于企業(yè)滿足相關(guān)法規(guī)和市場(chǎng)需求。

關(guān)鍵參數(shù)解讀

絕對(duì)最大額定值

• 漏源電壓（(V_{DSS})）：800V，這決定了該 MOSFET 能夠承受的最大電壓，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保實(shí)際工作電壓不超過這個(gè)值，否則可能會(huì)導(dǎo)致 MOSFET 損壞。
• 柵源電壓（(V_{GS})）：直流 ±20V，交流（(f > 1 Hz)）±30V，限制了柵極驅(qū)動(dòng)電壓的范圍，超出這個(gè)范圍可能會(huì)損壞 MOSFET 的柵極絕緣層。
• 漏極電流（(I_{D})）：連續(xù)（(T{C} = 25 °C)）為 13A，連續(xù)（(T{C} = 100 °C)）為 8.2A，脈沖（(I_{DM})）為 32.5A。需要注意的是，隨著溫度的升高，連續(xù)電流承載能力會(huì)下降，在高溫環(huán)境下設(shè)計(jì)電路時(shí)，要根據(jù)實(shí)際溫度來選擇合適的工作電流。

電氣特性

• 關(guān)斷特性
  • 漏源擊穿電壓（(B{VDSS})）：在 (V{GS} = 0 V)，(I{D} = 1 mA)，(T{J} = 25°C) 時(shí)為 800V，(T_{J} = 150°C) 時(shí)為 900V。擊穿電壓具有正溫度系數(shù)，隨著溫度升高而增加。
  • 零柵壓漏極電流（(I{DSS})）：在 (V{DS} = 800 V)，(V{GS} = 0 V) 時(shí)為 1μA，在 (V{DS} = 640 V)，(T_{C} = 125°C) 時(shí)為 0.8μA。該電流反映了 MOSFET 在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流大小，漏電流越小，說明 MOSFET 的關(guān)斷性能越好。
• 導(dǎo)通特性
  • 柵極閾值電壓（(V{GS(th)})）：在 (V{GS} = V{DS})，(I{D} = 0.3 mA) 時(shí)，范圍為 2.2 - 3.8V，這是 MOSFET 開始導(dǎo)通的最小柵源電壓。
  • 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（(R{DS(on)})）：在 (V{GS} = 10 V)，(I_{D} = 6.5 A) 時(shí)，典型值為 300mΩ，最大值為 360mΩ。
  • 正向跨導(dǎo)（(g{FS})）：在 (V{DS} = 20 V)，(I_{D} = 6.5 A) 時(shí)為 13.8S，反映了柵極電壓對(duì)漏極電流的控制能力。
• 動(dòng)態(tài)特性
  • 輸入電容（(C{iss})）：在 (V{DS} = 400 V)，(V_{GS} = 0 V)，(f = 250 kHz) 時(shí)為 1143pF，輸入電容會(huì)影響 MOSFET 的開關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。
  • 輸出電容（(C{oss})）、有效輸出電容（(C{oss(eff.)})）和能量相關(guān)輸出電容（(C_{oss(er.)})）等參數(shù)，也對(duì)開關(guān)過程中的能量損耗和開關(guān)速度有重要影響。
  • 總柵極電荷（(Q{g(tot)})）：在 (V{DS} = 400 V)，(I{D} = 6.5 A)，(V{GS} = 10 V) 時(shí)為 25.3nC，包括柵源電荷（(Q{gs})）和柵漏“米勒”電荷（(Q{gd})）。
• 開關(guān)特性
  • 開通延遲時(shí)間（(t{d(on)})）、開通上升時(shí)間（(t{r})）、關(guān)斷延遲時(shí)間（(t{d(off)})）和關(guān)斷下降時(shí)間（(t{f})）等參數(shù)，決定了 MOSFET 的開關(guān)速度，對(duì)于高頻開關(guān)應(yīng)用至關(guān)重要。

應(yīng)用領(lǐng)域

由于其卓越的性能，NTD360N80S3Z 適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，包括：

• 適配器/充電器：在筆記本適配器等充電器中，能夠提高充電效率，減少發(fā)熱，延長充電器的使用壽命。
• LED 照明：可實(shí)現(xiàn)高效的電源轉(zhuǎn)換，提高 LED 燈具的整體性能和可靠性。
• 輔助電源：為各種電子設(shè)備的輔助電源提供穩(wěn)定的功率支持。
• 音頻設(shè)備：有助于降低音頻設(shè)備的功耗，提高音質(zhì)。
• 工業(yè)電源：在工業(yè)電源中，能夠承受高電壓和大電流，保證工業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

總結(jié)

onsemi 的 NTD360N80S3Z 800V N 溝道功率 MOSFET 憑借其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低輸出電容存儲(chǔ)能量等優(yōu)異特性，以及良好的 ESD 能力和可靠性，在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競(jìng)爭力。電子工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，充分利用該 MOSFET 的特點(diǎn)，優(yōu)化電路性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過與該 MOSFET 相關(guān)的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。