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)用中能為我們帶來哪些優(yōu)勢(shì)。

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產(chǎn)品概述

NVHL045N065SC1是一款來自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)高速開關(guān)，并且經(jīng)過了100%雪崩測(cè)試，同時(shí)滿足AEC - Q101標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車車載充電器、電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車的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)間工作的汽車電子設(shè)備來說尤為重要，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關(guān)過程中所需的驅(qū)動(dòng)能量更小，從而可以實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)。高速開關(guān)特性不僅可以提高系統(tǒng)的工作頻率，還能減少開關(guān)損耗，提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。

低電容與高速開關(guān)

輸出電容$C_{oss}=162pF$，低電容特性有助于減少開關(guān)過程中的能量損耗，進(jìn)一步提高開關(guān)速度。在實(shí)際應(yīng)用中，高速開關(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。在汽車電子等應(yīng)用中，電路可能會(huì)遇到各種瞬態(tài)過電壓情況，經(jīng)過雪崩測(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非常適合汽車電子應(yīng)用。同時(shí)，該器件是無鹵的，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），在二級(jí)互連處為無鉛2LI，滿足環(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。

開關(guān)特性

該器件具有快速的開關(guān)速度，如開通延遲時(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$tf = 7ns$。開通開關(guān)損耗$E{ON}=198mJ$，關(guān)斷開關(guān)損耗$E{OFF}=28mJ$，總開關(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

文檔中給出了一系列典型特性曲線，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。這些曲線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、高速開關(guān)等優(yōu)異特性，為汽車電子等領(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程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。