深入解析 onsemi NVTFS6H888N N 溝道功率 MOSFET

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，功率 MOSFET 是至關(guān)重要的元件，它廣泛應(yīng)用于各種電源管理和功率轉(zhuǎn)換電路中。今天我們要深入探討的是 onsemi 公司的 NVTFS6H888N N 溝道功率 MOSFET，這款產(chǎn)品具有諸多出色特性，能為工程師們帶來更優(yōu)的設(shè)計(jì)選擇。

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產(chǎn)品概述

NVTFS6H888N 是 onsemi 推出的一款 N 溝道功率 MOSFET，具備 80V 的漏源擊穿電壓（V(BR)DSS），最大漏源導(dǎo)通電阻（RDS(on)）為 55 mΩ（在 10V 柵源電壓下），最大連續(xù)漏極電流（ID）可達(dá) 13A。其采用小尺寸封裝（3.3 x 3.3 mm），非常適合緊湊型設(shè)計(jì)。

產(chǎn)品特性

小尺寸封裝

NVTFS6H888N 的小尺寸封裝（3.3 x 3.3 mm）為緊湊型設(shè)計(jì)提供了便利。在如今追求小型化的電子設(shè)備中，空間是非常寶貴的資源。這種小尺寸封裝使得電路板的布局更加緊湊，能夠滿足一些對(duì)空間要求苛刻的應(yīng)用場景，比如便攜式電子設(shè)備、小型電源模塊等。

低導(dǎo)通電阻

低 (R_{DS(on)}) 特性能夠有效降低導(dǎo)通損耗。在功率轉(zhuǎn)換電路中，導(dǎo)通損耗是一個(gè)重要的考慮因素，低導(dǎo)通電阻意味著在相同的電流下，MOSFET 產(chǎn)生的熱量更少，從而提高了整個(gè)電路的效率。這對(duì)于提高設(shè)備的能效和穩(wěn)定性都具有重要意義。

低電容

低電容特性可以減少驅(qū)動(dòng)損耗。在高頻開關(guān)應(yīng)用中，電容的充放電過程會(huì)消耗一定的能量，低電容能夠降低這部分損耗，提高開關(guān)速度，使得 MOSFET 能夠更快速地響應(yīng)控制信號(hào)，從而提升整個(gè)電路的性能。

可焊側(cè)翼產(chǎn)品

NVTFS6H888NWF 具有可焊側(cè)翼，這在焊接過程中能夠提供更好的焊接可靠性和可檢測性?？珊競?cè)翼使得焊接點(diǎn)更加牢固，并且便于進(jìn)行自動(dòng)化光學(xué)檢測（AOI），提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

汽車級(jí)認(rèn)證

該產(chǎn)品通過了 AEC - Q101 認(rèn)證，并且具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力。這意味著它能夠滿足汽車電子應(yīng)用的嚴(yán)格要求，適用于汽車的各種電子系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、車載電源等。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（V(BR)DSS）：在 (V{GS}= 0V)，(I{D}= 250mu A) 的條件下，其值為 80V，這表明該 MOSFET 能夠承受較高的電壓，保證了在高電壓環(huán)境下的可靠性。
• 零柵壓漏極電流（(I_{DSS})）：在 (V{GS}= 0V)，(T{J}= 25^{circ}C)，(V{DS}= 80V) 時(shí)，(I{DSS}) 為 10(mu A)；當(dāng) (T{J}= 125^{circ}C) 時(shí)，(I{DSS}) 為 250(mu A)。較低的漏極電流能夠減少靜態(tài)功耗，提高電路的效率。
• 柵源泄漏電流（(I_{GSS})）：在 (V{DS}= 0V)，(V{GS}= 20V) 時(shí)，(I_{GSS}) 為 100nA，這表明柵極的絕緣性能良好，能夠有效防止柵極電流泄漏。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（(V_{GS(TH)})）：在 (V{GS}= V{DS})，(I{D}= 15A) 的條件下，(V{GS(TH)}) 的范圍為 2.0 - 4.0V。這個(gè)參數(shù)決定了 MOSFET 開始導(dǎo)通的柵源電壓，對(duì)于電路的設(shè)計(jì)和控制非常重要。
• 漏源導(dǎo)通電阻（(R_{DS(on)})）：在 (V{GS}= 10V)，(I{D}= 5A) 時(shí)，(R_{DS(on)}) 的典型值為 45.7 mΩ，最大值為 55 mΩ。低導(dǎo)通電阻能夠降低導(dǎo)通損耗，提高電路效率。
• 正向跨導(dǎo)（(g_{FS})）：在 (V{DS}= 15V)，(I{D}= 10A) 時(shí)，(g_{FS}) 為 18.5S。正向跨導(dǎo)反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力，較高的正向跨導(dǎo)意味著 MOSFET 能夠更靈敏地響應(yīng)柵源電壓的變化。

電荷和電容特性

• 輸入電容（(C_{iss})）：在 (V{GS}= 0V)，(f = 1.0MHz)，(V{DS}= 40V) 時(shí)，(C_{iss}) 為 220pF。輸入電容會(huì)影響 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)特性，較小的輸入電容能夠減少驅(qū)動(dòng)損耗和開關(guān)時(shí)間。
• 輸出電容（(C_{oss})）：為 35pF，輸出電容會(huì)影響 MOSFET 的開關(guān)過程和輸出特性。
• 反向傳輸電容（(C_{rss})）：為 3.0pF，反向傳輸電容會(huì)影響 MOSFET 的米勒效應(yīng)，對(duì)開關(guān)速度和穩(wěn)定性有一定影響。
• 閾值柵極電荷（(Q_{G(TH)})）：在 (V{GS}= 10V)，(V{DS}= 40V)，(I{D}= 10A) 時(shí)，(Q{G(TH)}) 為 1.0nC。柵極電荷決定了驅(qū)動(dòng) MOSFET 所需的電荷量，對(duì)于選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路非常重要。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間（(t_{d(on)})）：為 7.0ns，上升時(shí)間（(t{r})）為 15ns，關(guān)斷延遲時(shí)間（(t{d(off)})）為 11ns，下降時(shí)間（(t_{f})）為 11ns。這些開關(guān)時(shí)間參數(shù)反映了 MOSFET 的開關(guān)速度，對(duì)于高頻開關(guān)應(yīng)用非常關(guān)鍵。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓（(V_{SD})）：在 (V{GS}= 0V)，(I{S}= 5A)，(T{J}= 25^{circ}C) 時(shí)，(V{SD}) 的范圍為 0.85 - 1.2V；當(dāng) (T{J}= 125^{circ}C) 時(shí)，(V{SD}) 為 0.73V。正向二極管電壓反映了二極管的導(dǎo)通壓降，對(duì)于電路的效率和性能有一定影響。
• 反向恢復(fù)時(shí)間（(t_{RR})）：為 25ns，反向恢復(fù)電荷（(Q_{RR})）為 17nC。反向恢復(fù)時(shí)間和電荷會(huì)影響 MOSFET 在開關(guān)過程中的損耗和電磁干擾，較小的反向恢復(fù)時(shí)間和電荷能夠提高電路的效率和穩(wěn)定性。

典型特性曲線

導(dǎo)通區(qū)域特性

從圖 1 可以看出，在不同的柵源電壓下，漏極電流隨漏源電壓的變化情況。這有助于工程師了解 MOSFET 在不同工作條件下的導(dǎo)通特性，從而合理選擇工作點(diǎn)。

傳輸特性

圖 2 展示了不同結(jié)溫下，漏極電流隨柵源電壓的變化關(guān)系。結(jié)溫對(duì) MOSFET 的性能有一定影響，通過該曲線可以分析 MOSFET 在不同溫度環(huán)境下的工作特性。

導(dǎo)通電阻與柵源電壓關(guān)系

圖 3 顯示了導(dǎo)通電阻隨柵源電壓的變化情況。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要根據(jù)柵源電壓來選擇合適的導(dǎo)通電阻，以確保電路的效率和性能。

導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓關(guān)系

圖 4 反映了導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合考慮漏極電流和柵極電壓對(duì)導(dǎo)通電阻的影響，以優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

導(dǎo)通電阻隨溫度變化特性

圖 5 展示了導(dǎo)通電阻隨結(jié)溫的變化情況。溫度對(duì)導(dǎo)通電阻有顯著影響，在高溫環(huán)境下，導(dǎo)通電阻會(huì)增大，從而增加導(dǎo)通損耗。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮溫度對(duì) MOSFET 性能的影響。

漏源泄漏電流與電壓關(guān)系

圖 6 顯示了漏源泄漏電流隨漏源電壓的變化情況。較低的漏源泄漏電流能夠減少靜態(tài)功耗，提高電路的效率。

電容變化特性

圖 7 展示了輸入電容、輸出電容和反向傳輸電容隨漏源電壓的變化情況。電容的變化會(huì)影響 MOSFET 的開關(guān)特性和驅(qū)動(dòng)損耗，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮電容的影響。

柵源電壓與總電荷關(guān)系

圖 8 反映了柵源電壓與總柵極電荷的關(guān)系。柵極電荷決定了驅(qū)動(dòng) MOSFET 所需的電荷量，對(duì)于選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路非常重要。

電阻性開關(guān)時(shí)間隨柵極電阻變化特性

圖 9 顯示了開關(guān)時(shí)間隨柵極電阻的變化情況。柵極電阻會(huì)影響 MOSFET 的開關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)損耗，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要選擇合適的柵極電阻。

二極管正向電壓與電流關(guān)系

圖 10 展示了二極管正向電壓隨電流的變化情況。正向二極管電壓反映了二極管的導(dǎo)通壓降，對(duì)于電路的效率和性能有一定影響。

最大額定正向偏置安全工作區(qū)

圖 11 給出了 MOSFET 在不同脈沖時(shí)間下的最大額定正向偏置安全工作區(qū)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要確保 MOSFET 的工作點(diǎn)在安全工作區(qū)內(nèi)，以保證其可靠性和穩(wěn)定性。

峰值電流與雪崩時(shí)間關(guān)系

圖 12 顯示了峰值電流隨雪崩時(shí)間的變化情況。雪崩時(shí)間和峰值電流會(huì)影響 MOSFET 在雪崩狀態(tài)下的性能和可靠性，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮這些因素。

熱特性

圖 13 展示了熱阻隨脈沖時(shí)間的變化情況。熱阻是衡量 MOSFET散熱性能的重要參數(shù)，在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)需要考慮熱阻的影響。

封裝與訂購信息

封裝類型

NVTFS6H888N 有兩種封裝類型：WDFN8 3.3x3.3, 0.65P（CASE 511AB）和 WDFNW8 3.3x3.3, 0.65P（Full - Cut 8FL WF，CASE 515AN）。不同的封裝類型適用于不同的應(yīng)用場景，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

訂購信息

提供了兩種具體的訂購型號(hào)：NVTFS6H888NTAG 和 NVTFS6H888NWFTAG，分別對(duì)應(yīng)不同的封裝類型，且均為無鉛封裝，每盤 1500 個(gè)，采用卷帶包裝。

總結(jié)

onsemi 的 NVTFS6H888N N 溝道功率 MOSFET 具有小尺寸、低導(dǎo)通電阻、低電容等諸多優(yōu)點(diǎn)，適用于各種緊湊型設(shè)計(jì)和對(duì)效率要求較高的應(yīng)用場景。通過對(duì)其電氣特性和典型特性曲線的分析，工程師可以更好地了解該產(chǎn)品的性能，從而進(jìn)行合理的電路設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和工作條件，綜合考慮各種因素，以確保 MOSFET 的性能和可靠性。你在使用類似 MOSFET 時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。