深入解析 onsemi NVTFS4C13N 功率 MOSFET

在電子設計領域，功率 MOSFET 是至關重要的元件，它在眾多應用中發(fā)揮著關鍵作用。今天，我們將深入剖析 onsemi 公司的 NVTFS4C13N 單通道 N 溝道功率 MOSFET，探討其特性、參數及應用場景。

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一、產品概述

NVTFS4C13N 是 onsemi 推出的一款單通道 N 溝道功率 MOSFET，具有 30V 的耐壓能力，最大電流可達 40A，采用 8FL 封裝。它專為滿足各種應用需求而設計，尤其適用于對效率和性能要求較高的場景。

1.1 產品特性

• 低導通電阻：低 (R_{DS(on)}) 能夠有效降低導通損耗，提高功率轉換效率。
• 低電容：低電容特性可減少驅動損耗，降低開關過程中的能量損失。
• 優(yōu)化的柵極電荷：優(yōu)化的柵極電荷有助于減少開關損耗，提高開關速度。
• 符合環(huán)保標準：該器件為無鉛、無鹵素/BFR 且符合 RoHS 標準，符合環(huán)保要求。
• 汽車級應用：產品帶有 NVT 前綴，適用于汽車及其他對獨特場地和控制變更有要求的應用，并且通過了 AEC - Q101 認證，具備 PPAP 能力。

二、最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

三、電氣特性

3.1 關斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V_{(BR)DSS})：在 (V{GS}=0V)，(I{D}=250mu A) 時，擊穿電壓為 30V。
• 漏源擊穿電壓溫度系數 (V{(BR)DSS}/T{J})：為 14.9mV/°C。
• 零柵壓漏極電流 (I_{DSS})：在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=24V) 時，(T{J}=25^{circ}C) 時為 1.0(mu A)，(T{J}=125^{circ}C) 時為 10(mu A)。
• 柵源泄漏電流 (I_{GSS})：在 (V{DS}=0V)，(V{GS}=±20V) 時，為 ±100nA。

3.2 導通特性

• 柵極閾值電壓 (V_{GS(TH)})：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=250mu A) 時，范圍為 1.3 - 2.1V。
• 負閾值溫度系數 (V{GS(TH)}/T{J})：為 4.8mV/°C。
• 漏源導通電阻 (R_{DS(on)})：在 (V{GS}=10V)，(I{D}=30A) 時，范圍為 7.5 - 9.4mΩ；在 (V{GS}=4.5V)，(I{D}=12A) 時，范圍為 11.2 - 14mΩ。
• 正向跨導 (g_{FS})：在 (V{DS}=1.5V)，(I{D}=15A) 時，為 40S。
• 柵極電阻 (R_{G})：在 (T_{A}=25^{circ}C) 時，為 1.0Ω。

3.3 電荷和電容特性

• 輸入電容 (C_{ISS})：為 770pF。
• 輸出電容 (C_{OSS})：為 443pF。
• 反向傳輸電容 (C_{RSS})：為 127pF。
• 電容比 (C{RSS}/C{ISS})：在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=15V)，(f = 1MHz) 時，為 0.165。
• 總柵極電荷 (Q_{G(TOT)})：在 (V{GS}=4.5V)，(V{DS}=15V)，(I{D}=30A) 時，為 7.8nC；在 (V{GS}=10V)，(V{DS}=15V)，(I{D}=30A) 時，為 15.2nC。
• 閾值柵極電荷 (Q_{G(TH)})：為 1.4nC。
• 柵源電荷 (Q_{GS})：為 2.9nC。
• 柵漏電荷 (Q_{GD})：為 3.7nC。
• 柵極平臺電壓 (V_{GP})：為 3.6V。

3.4 開關特性

開關特性與工作結溫無關。在 (V{GS}=4.5V)，(V{DS}=15V)，(I{D}=15A)，(R{G}=3.0Ω) 時，開通延遲時間 (t{d(ON)}) 為 9ns，上升時間 (t{r}) 為 35ns，關斷延遲時間 (t{d(OFF)}) 為 13ns，下降時間 (t{f}) 為 5ns；在 (V{GS}=10V) 時，開通延遲時間 (t{d(ON)}) 為 6.0ns，上升時間 (t{r}) 為 26ns，關斷延遲時間 (t{d(OFF)}) 為 16ns，下降時間 (t_{f}) 為 3.0ns。

3.5 漏源二極管特性

• 正向二極管電壓 (V_{SD})：在 (V{GS}=0V)，(I{S}=30A) 時，(T{J}=25^{circ}C) 時范圍為 0.82 - 1.1V，(T{J}=125^{circ}C) 時為 0.69V。
• 反向恢復時間 (t_{RR})：為 23.4ns。
• 充電時間 (t_{a})：為 12.1ns。
• 放電時間 (t_)：為 11.3ns。
• 反向恢復電荷 (Q_{RR})：為 9.7nC。

四、典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，直觀地展示了該 MOSFET 在不同條件下的性能表現。例如，導通區(qū)域特性曲線展示了不同柵源電壓下漏極電流與漏源電壓的關系；傳輸特性曲線顯示了漏極電流與柵源電壓的關系；導通電阻與柵源電壓、漏極電流和溫度的關系曲線等。這些曲線有助于工程師在設計過程中更好地理解和應用該器件。

五、訂購信息

該產品提供多種封裝和標記選項，如 NVTFS4C13NTAG、NVTFS4C13NWFTAG 等，均采用 WDFN8 無鉛封裝，不同型號的包裝數量有所不同，有 1500/卷帶和 5000/卷帶等規(guī)格。詳細的訂購和運輸信息可參考數據手冊第 5 頁。

六、機械尺寸

產品采用 WDFN8 3.3x3.3，0.65P 封裝，文檔提供了詳細的機械尺寸圖和尺寸參數，包括長度、寬度、高度等，同時給出了毫米和英寸兩種單位的尺寸范圍。這些尺寸信息對于 PCB 設計和布局至關重要。

七、應用場景思考

NVTFS4C13N 的低導通電阻、低電容和優(yōu)化的柵極電荷等特性使其在許多領域都有廣泛的應用前景。例如，在電源管理、電機驅動、DC - DC 轉換器等應用中，它能夠有效提高效率，降低損耗。那么，在實際設計中，你會如何根據這些特性選擇合適的應用場景呢？

總之，onsemi 的 NVTFS4C13N 功率 MOSFET 是一款性能優(yōu)異、特性豐富的器件，對于電子工程師來說，深入了解其特性和參數，能夠更好地將其應用到實際設計中，提高產品的性能和可靠性。