深入解析 onsemi NVMFS5C677NL 功率 MOSFET

在電子設(shè)計領(lǐng)域，功率 MOSFET 作為關(guān)鍵元件，對電路性能起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討 onsemi 公司的 NVMFS5C677NL 功率 MOSFET，詳細(xì)了解其特性、參數(shù)及應(yīng)用場景。

文件下載：NVMFS5C677NL-D.PDF

一、產(chǎn)品概述

NVMFS5C677NL 是一款單通道 N 溝道功率 MOSFET，具備 60V 的耐壓能力，最大漏源導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)}) 在 10V 柵源電壓下為 15.0 mΩ，在 4.5V 柵源電壓下為 21.5 mΩ，最大連續(xù)漏極電流 (I_D) 可達(dá) 36A。其小尺寸（5x6 mm）封裝設(shè)計，非常適合緊湊型設(shè)計需求。

二、產(chǎn)品特性

（一）緊湊設(shè)計

采用 5x6 mm 的小尺寸封裝，為緊湊型設(shè)計提供了可能，在空間有限的電路板上也能輕松布局。這對于一些對空間要求較高的應(yīng)用，如便攜式設(shè)備、小型電源模塊等，具有很大的優(yōu)勢。

（二）低導(dǎo)通損耗

低 (R_{DS(on)}) 特性能夠有效降低導(dǎo)通損耗，提高電路的效率。在高功率應(yīng)用中，這一特性可以減少發(fā)熱，延長設(shè)備的使用壽命。例如，在電源轉(zhuǎn)換電路中，低導(dǎo)通損耗可以降低能量損耗，提高電源的轉(zhuǎn)換效率。

（三）低驅(qū)動損耗

低 (Q_G) 和電容特性有助于減少驅(qū)動損耗，降低對驅(qū)動電路的要求。這意味著可以使用更簡單、更高效的驅(qū)動電路，降低系統(tǒng)成本。

（四）可焊側(cè)翼選項

NVMFS5C677NLWF 提供可焊側(cè)翼選項，增強了光學(xué)檢測能力，提高了焊接質(zhì)量和可靠性。在大規(guī)模生產(chǎn)中，這一特性可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。

（五）汽車級認(rèn)證

該器件通過了 AEC - Q101 認(rèn)證，并具備 PPAP 能力，適用于汽車電子等對可靠性要求較高的應(yīng)用場景。同時，它還符合無鉛和 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

三、最大額定值

（一）電壓和電流額定值

• 漏源電壓 (V{DSS}) 最大值為 60V，柵源電壓 (V{GS}) 范圍為 ±20V。
• 在不同溫度條件下，連續(xù)漏極電流 (I_D) 有所不同。在 (T_C = 25^{circ}C) 時，(I_D) 為 36A；在 (T_C = 100^{circ}C) 時，(I_D) 為 25A；在 (T_A = 25^{circ}C) 時，(I_D) 為 11A；在 (T_A = 100^{circ}C) 時，(I_D) 為 7.8A。
• 脈沖漏極電流 (I_{DM}) 在 (T_A = 25^{circ}C)，脈沖寬度 (t_p = 10mu s) 時為 166A。

（二）功率和溫度額定值

• 功率耗散 (P_D) 也隨溫度變化。在 (T_C = 25^{circ}C) 時，(P_D) 為 37W；在 (T_C = 100^{circ}C) 時，(P_D) 為 18W；在 (T_A = 25^{circ}C) 時，(P_D) 為 3.5W；在 (T_A = 100^{circ}C) 時，(P_D) 為 1.8W。
• 工作結(jié)溫和存儲溫度范圍為 - 55°C 至 +175°C。

（三）其他額定值

• 源極電流（體二極管）(I_S) 最大值為 31A。
• 單脈沖漏源雪崩能量 (E{AS})（(I{L(pk)} = 2.87A)）為 65 mJ。
• 焊接用引腳溫度（距離外殼 1/8″，持續(xù) 10s）(T_L) 為 260°C。

四、電氣特性

（一）關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_D = 250mu A) 時為 60V，其溫度系數(shù)為 26 mV/°C（(T_J = 25^{circ}C) 至 125°C）。
• 零柵壓漏極電流 (I{DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(V_{DS} = 60V) 時，最大值為 100 nA。
• 柵源泄漏電流 (I{GSS}) 在 (V{DS} = 0V)，(V_{GS} = 20V) 時，最大值為 100 nA。

（二）導(dǎo)通特性

在不同的測試條件下，(R{DS(on)}) 有所不同。例如，在 (V{GS} = 4.5V)，(ID = 10A) 時，(R{DS(on)}) 為 27.5 mΩ；在 (V_{DS} = 15V)，(ID = 15A) 時，(R{DS(on)}) 為 21.5 mΩ。

（三）電荷和電容特性

• 輸入電容 (C{Iss}) 在 (V{GS} = 0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS} = 25V) 時為 620 pF。
• 輸出電容 (C{oss}) 為 340 pF，反向傳輸電容 (C{rss}) 為 7 pF。
• 總柵極電荷 (Q{G(TOT)}) 在不同的柵源電壓和漏源電壓條件下有所不同。例如，在 (V{GS} = 4.5V)，(V_{DS} = 48V)，(ID = 10A) 時，(Q{G(TOT)}) 為 4.5 nC；在 (V{GS} = 10V)，(V{DS} = 48V)，(ID = 10A) 時，(Q{G(TOT)}) 為 9.7 nC。

（四）開關(guān)特性

開關(guān)特性與工作結(jié)溫?zé)o關(guān)。在 (I_D = 10A)，(R_G = 1Omega) 的條件下，開關(guān)時間 (t) 為 7 ns。

（五）漏源二極管特性

• 正向二極管電壓 (V{SD}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_S = 10A) 時，(T = 25^{circ}C) 時為 0.85 - 1.2V，(T = 125^{circ}C) 時為 0.72V。
• 反向恢復(fù)時間 (t{RR}) 在 (V{GS} = 0V)，(dI_S/dt = 100A/mu s)，(I_S = 10A) 時為 23.8 ns，其中充電時間 (t_a) 為 11.9 ns，放電時間 (tb) 為 11.8 ns，反向恢復(fù)電荷 (Q{RR}) 為 11.6 nC。

五、典型特性

（一）導(dǎo)通區(qū)域特性

從圖 1 可以看出，在不同的柵源電壓下，漏極電流 (ID) 隨漏源電壓 (V{DS}) 的變化情況。隨著柵源電壓的增加，漏極電流也相應(yīng)增加。

（二）傳輸特性

圖 2 展示了在不同結(jié)溫下，漏極電流 (ID) 隨柵源電壓 (V{GS}) 的變化關(guān)系?？梢钥吹?，結(jié)溫對傳輸特性有一定的影響。

（三）導(dǎo)通電阻與柵源電壓和漏極電流的關(guān)系

圖 3 和圖 4 分別顯示了導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 與柵源電壓 (V{GS}) 和漏極電流 (I_D) 的關(guān)系。隨著柵源電壓的增加，導(dǎo)通電阻減?。浑S著漏極電流的增加，導(dǎo)通電阻也會發(fā)生變化。

（四）導(dǎo)通電阻隨溫度的變化

圖 5 表明，導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)}) 隨結(jié)溫的升高而增加。在設(shè)計電路時，需要考慮這一特性對電路性能的影響。

（五）漏源泄漏電流與電壓的關(guān)系

圖 6 顯示了漏源泄漏電流 (I{DSS}) 隨漏源電壓 (V{DS}) 的變化情況。在不同的結(jié)溫下，泄漏電流也有所不同。

（六）電容變化特性

圖 7 展示了輸入電容 (C{Iss})、輸出電容 (C{oss}) 和反向傳輸電容 (C{rss}) 隨漏源電壓 (V{DS}) 的變化關(guān)系。這些電容特性對 MOSFET 的開關(guān)性能有重要影響。

（七）柵源電荷與總電荷的關(guān)系

圖 8 顯示了柵源電荷 (Q{GS}) 和柵漏電荷 (Q{GD}) 與總柵極電荷 (Q_{G}) 的關(guān)系。了解這些電荷特性有助于優(yōu)化驅(qū)動電路的設(shè)計。

（八）電阻性開關(guān)時間與柵極電阻的關(guān)系

圖 9 表明，電阻性開關(guān)時間隨柵極電阻 (R_G) 的變化情況。在設(shè)計開關(guān)電路時，需要根據(jù)實際需求選擇合適的柵極電阻。

（九）二極管正向電壓與電流的關(guān)系

圖 10 展示了二極管正向電壓 (V_{SD}) 隨源極電流 (I_S) 的變化情況。在不同的結(jié)溫下，正向電壓也有所不同。

（十）最大額定正向偏置安全工作區(qū)

圖 11 給出了在不同脈沖時間下，漏極電流 (ID) 與漏源電壓 (V{DS}) 的關(guān)系，確定了器件的最大額定正向偏置安全工作區(qū)。

（十一）峰值電流與雪崩時間的關(guān)系

圖 12 顯示了峰值電流 (I_{PEAK}) 與雪崩時間的關(guān)系，對于評估器件在雪崩情況下的性能非常重要。

（十二）熱特性

圖 13 展示了不同占空比下，熱阻 (R(t)) 隨脈沖時間的變化情況。在設(shè)計散熱系統(tǒng)時，需要考慮這些熱特性。

六、訂購信息

七、機械尺寸

文檔中詳細(xì)給出了 DFN5 和 DFNW5 兩種封裝的機械尺寸圖和相關(guān)尺寸參數(shù)，包括長度、寬度、高度、引腳間距等。在進(jìn)行電路板設(shè)計時，需要根據(jù)這些尺寸信息來合理布局 MOSFET。

八、總結(jié)

onsemi 的 NVMFS5C677NL 功率 MOSFET 以其緊湊的設(shè)計、低導(dǎo)通損耗、低驅(qū)動損耗等特性，在眾多電子應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。通過深入了解其特性、參數(shù)和典型特性，電子工程師可以更好地將其應(yīng)用于實際電路設(shè)計中。在設(shè)計過程中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件的工作條件和參數(shù)，以確保電路的性能和可靠性。同時，還需要注意器件的散熱設(shè)計，以保證其在正常工作溫度范圍內(nèi)運行。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似 MOSFET 的選型和設(shè)計問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。