安森美NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET深度解析

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其卓越的性能正逐漸成為眾多應(yīng)用的首選功率器件。安森美（onsemi）推出的NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET，更是在性能和可靠性方面表現(xiàn)出色。今天，我們就來詳細(xì)解析這款器件。

文件下載：onsemi NTH4L028N170M1 1700V EliteSiC MOSFET.pdf

產(chǎn)品概述

NTH4L028N170M1是一款N溝道碳化硅MOSFET，采用TO - 247 - 4L封裝。其具備1700V的漏源擊穿電壓（V(BR)DSS），典型導(dǎo)通電阻（Typ. RDS(on)）在VGS = 20V時為28mΩ，最大連續(xù)漏極電流（ID）在TC = 25°C時可達(dá)81A。這種高耐壓、低電阻和大電流承載能力的特性，使其非常適合用于高壓、高功率的應(yīng)用場景。

碳化硅MOSFET在高壓高功率場景中具有顯著優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的硅基MOSFET相比，碳化硅MOSFET具有更低的導(dǎo)通電阻，這意味著在相同的電流下，其導(dǎo)通損耗更小，能夠有效提高系統(tǒng)效率。在高功率密度狀況下，碳化硅MOSFET的導(dǎo)通電阻較低，在同樣的輸出功率下，損耗更低。

同時，碳化硅MOSFET的開關(guān)速度更快，開關(guān)損耗也較小，當(dāng)通過硬開關(guān)方式控制時，開關(guān)損耗可以忽略不計(jì)，適合高頻應(yīng)用。其還具備更好的熱工穩(wěn)定性和抗輻射性能，即使在高溫環(huán)境下，其導(dǎo)通和開關(guān)特性也不會受到明顯影響，能承受更高的電壓和電流，適用于高功率密度應(yīng)用場合。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻與低柵極電荷

典型的導(dǎo)通電阻（Typ. RDS(on)）為28mΩ（VGS = 20V），低導(dǎo)通電阻可降低導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)效率。超低的柵極電荷（QG(tot) = 200nC），有助于減少開關(guān)過程中的能量損耗，提高開關(guān)速度。

高速開關(guān)與低電容

具有低電容特性（Coss = 200pF），使得器件在開關(guān)過程中能夠快速充放電，實(shí)現(xiàn)高速開關(guān)，降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的工作頻率。

雪崩測試與環(huán)保特性

經(jīng)過100%雪崩測試，保證了器件在雪崩狀態(tài)下的可靠性和穩(wěn)定性。并且該器件無鉛且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

主要參數(shù)

最大額定值

參數(shù)	符號	數(shù)值	單位
漏源電壓	VDSS	1700	V
柵源電壓	VGS	-15/+25	V
推薦柵源電壓（TC < 175°C）	VGSop	-5/+20	V
連續(xù)漏極電流（TC = 25°C）	ID	81	A
穩(wěn)態(tài)功率耗散（TC = 25°C）	PD	535	W
連續(xù)漏極電流（TC = 100°C）	ID	57	A
穩(wěn)態(tài)功率耗散（TC = 100°C）	PD	267	W
脈沖漏極電流（TC = 25°C）	IDM	363	A
工作結(jié)溫和存儲溫度范圍	TJ, Tstg	-55 to +175	°C
源極電流（體二極管）	IS	124	A
單脈沖漏源雪崩能量（IL(pk) = 30 A, L = 1 mH）	EAS	450	mJ
焊接時最大引腳溫度（距外殼1/8″，5s）	TL	300	°C

熱特性

結(jié)到外殼的穩(wěn)態(tài)熱阻（ReJc）為0.28°C/W，較低的熱阻有利于熱量的散發(fā)，保證器件在工作過程中的溫度穩(wěn)定性。

電氣特性

關(guān)斷特性

漏源擊穿電壓（V(BR)DSS）：在VGs = 0V，I = 1mA時，最小值為1700V，具有正的溫度系數(shù)（V(BR)DSS/TJ = 0.46V/°C），溫度升高時，擊穿電壓也會相應(yīng)增加。
零柵壓漏極電流（IDss）：在VGs = 0V，VDs = 1700V時，TJ = 25℃時最大值為100μA，TJ = 175℃時最大值為1mA。
柵源泄漏電流（lGss）：在VGs = +25/-15V，Vos = 0V時，最大值為±1μA。

導(dǎo)通特性

柵極閾值電壓（VGS(TH)）：在VGs = Vps，ID = 20 mA時，最小值為1.8V，典型值為2.75V，最大值為4.3V。
推薦柵極電壓（VGOP）：范圍為 -5/+20V。
漏源導(dǎo)通電阻（Rps(on)）：在Vcs = 20 V，ID = 60 A，TJ = 25℃時，典型值為28mΩ，最大值為40mΩ；TJ = 175℃時，典型值為57mΩ。
正向跨導(dǎo)（gFS）：在Vps = 20V，I = 60 A時，典型值為31S。

開關(guān)特性

開通延遲時間（td(ON)）：為47ns。
上升時間（tr）：為18ns。
關(guān)斷延遲時間（td(OFF)）：為121ns。
下降時間（tf）：為13ns。
開通開關(guān)損耗（EON）：為1311μJ。
關(guān)斷開關(guān)損耗（EOFF）：為683μJ。
總開關(guān)損耗（Etot）：為1994μJ。

源 - 漏二極管特性

連續(xù)源 - 漏二極管正向電流（IsD）：在VGs = -5V，TJ = 25°C時，最大值為124A。
脈沖源 - 漏二極管正向電流（ISDM）：最大值為363A。
正向二極管電壓（VsD）：在VGs = -5V，Isp = 60 A，TJ = 25℃時，典型值為4.3V。
反向恢復(fù)時間（tRR）：為34ns。
反向恢復(fù)電荷（QRR）：為263nC。

典型應(yīng)用

該器件適用于多種典型應(yīng)用場景，如UPS（不間斷電源）、DC - DC轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器等。在這些應(yīng)用中，NTH4L028N170M1的高耐壓、低損耗和高速開關(guān)特性能夠充分發(fā)揮優(yōu)勢，提高系統(tǒng)的性能和效率。

機(jī)械封裝

采用TO - 247 - 4L封裝（CASE 340CJ），該封裝具有一定的機(jī)械穩(wěn)定性和散熱性能。其詳細(xì)的尺寸參數(shù)如下：

尺寸	最小值（mm）	標(biāo)稱值（mm）	最大值（mm）
A	4.80	5.00	5.20
A1	2.10	2.40	2.70
A2	1.80	2.00	2.20
b	1.07	1.20	1.33
b1	1.20	1.40	1.60
b2	2.02	2.22	2.42
C	0.50	0.60	0.70
D	22.34	22.54	22.74
D1	16.00	16.25	16.50
D2	0.97	1.17	1.37
e	2.54 BSC	-	-
e1	5.08 BSC	-	-
E	15.40	15.60	15.80
E1	12.80	13.00	13.20
E/2	4.80	5.00	5.20
L	18.22	18.42	18.62
L1	2.42	2.62	2.82
p	3.40	3.60	3.80
p1	6.60	6.80	7.00
Q	5.97	6.17	6.37
S	5.97	6.17	6.37

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的電路設(shè)計(jì)要求，合理選擇器件的工作參數(shù)和散熱方案，以充分發(fā)揮NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET的性能優(yōu)勢。大家在使用這款器件的過程中，有沒有遇到過一些特殊的問題或者有獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。

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