onsemi NVH4L060N065SC1碳化硅功率MOSFET的性能剖析與應(yīng)用指南

在電子工程領(lǐng)域，功率MOSFET作為關(guān)鍵的半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于各類電源轉(zhuǎn)換和功率控制電路中。今天，我們將深入探討安森美（onsemi）的一款N溝道單通道碳化硅（SiC）功率MOSFET——NVH4L060N065SC1，它采用TO247 - 4L封裝，具備出色的性能特點，適用于汽車等多種應(yīng)用場景。

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產(chǎn)品關(guān)鍵特性

低導(dǎo)通電阻與電荷電容

NVH4L060N065SC1在導(dǎo)通電阻方面表現(xiàn)優(yōu)異。典型情況下，當(dāng)$V{GS}=18V$時，$R{DS(on)}=44m\Omega$；當(dāng)$V{GS}=15V$時，$R{DS(on)}=60m\Omega$。這種低導(dǎo)通電阻特性有助于降低導(dǎo)通損耗，提高功率轉(zhuǎn)換效率。同時，它還擁有超低的柵極電荷（$Q{G(tot)} = 74nC$）和低電容（$C{oss}=133pF$），能夠減少開關(guān)損耗，加快開關(guān)速度，提升系統(tǒng)的整體性能。

高可靠性與質(zhì)量認(rèn)證

該器件經(jīng)過100%雪崩測試，具備良好的抗雪崩能力，能在惡劣的工作條件下穩(wěn)定運行。此外，它通過了AEC - Q101汽車級認(rèn)證，并且具備PPAP生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序能力，符合汽車行業(yè)的嚴(yán)格質(zhì)量要求。同時，它是無鉛產(chǎn)品，符合RoHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

主要參數(shù)解讀

最大額定值

這款MOSFET的最大額定值為我們在設(shè)計電路時提供了重要的參考依據(jù)。其漏源電壓$V{DSS}$為650V，柵源電壓$V{GS}$范圍是 - 8V至 + 22V，推薦的柵源電壓工作值$V{GSop}$在 - 5V至 + 18V之間（$T{c}<175^{\circ}C$）。在不同的溫度條件下，連續(xù)漏極電流和功率耗散有所不同。例如，在$T{c}=25^{\circ}C$的穩(wěn)態(tài)下，連續(xù)漏極電流$I{D}$為47A，功率耗散$P{D}$為176W；在$T{c}=100^{\circ}C$時，$I{D}$降為33A，$P{D}$為88W。此外，脈沖漏極電流$I{DM}$在$T{c}=25^{\circ}C$時可達(dá)152A，工作結(jié)溫和存儲溫度范圍為 - 55°C至 + 175°C。

電氣特性

1. 關(guān)斷特性：漏源擊穿電壓$V{(BR)DSS}$為650V，其溫度系數(shù)為 - 0.15V/°C。零柵壓漏極電流$I{DSS}$在$T{J}=25^{\circ}C$時為10μA，在$T{J}=175^{\circ}C$時為1mA。柵源泄漏電流$I{GSS}$在$V{GS}= + 18V$或 - 5V、$V_{DS}=0V$時為250nA。
2. 導(dǎo)通特性：柵極閾值電壓$V{GS(TH)}$在$V{GS}=V{DS}$、$I{D}=6.5mA$時，范圍為1.8V至4.3V。推薦的柵極電壓$V{GOP}$為 - 5V至 + 18V。在不同的$V{GS}$和$T{J}$條件下，漏源導(dǎo)通電阻$R{DS(on)}$有所變化，如$V{GS}=18V$、$I{D}=20A$、$T{J}=25^{\circ}C$時，$R{DS(on)}$為44mΩ至70mΩ；$T{J}=175^{\circ}C$時，$R{DS(on)}$為50mΩ。正向跨導(dǎo)$g{FS}$在$V{DS}=10V$、$I_{D}=20A$時為12S。
3. 電荷、電容與柵極電阻：輸入電容$C{ISS}$在$V{GS}=0V$、$f = 1MHz$、$V{DS}=325V$時為1473pF，輸出電容$C{OSS}$為133pF，反向傳輸電容$C{RSS}$為13pF?？倴艠O電荷$Q{G(tot)}$在$V{GS}= - 5V$至18V、$V{DS}=520V$、$I{D}=20A$時為74nC，柵源電荷$Q{GS}$為20nC，柵漏電荷$Q{GD}$為23nC，柵極電阻$R{G}$在$f = 1MHz$時為3.9Ω。
4. 開關(guān)特性：在$V{GS}= - 5V$至18V、$V{DS}=400V$、$I{D}=20A$、$R{G}=2.2Ω$的感性負(fù)載條件下，開通延遲時間$t{d(ON)}$為11ns，上升時間$t{r}$為14ns，關(guān)斷延遲時間$t{d(OFF)}$為24ns，下降時間$t{f}$為11ns。開通開關(guān)損耗$E{ON}$為45μJ，關(guān)斷開關(guān)損耗$E{OFF}$為18μJ，總開關(guān)損耗$E_{tot}$為63μJ。
5. 漏源二極管特性：連續(xù)漏源二極管正向電流$I{SD}$在$V{GS}= - 5V$、$T{J}=25^{\circ}C$時為35A，脈沖漏源二極管正向電流$I{SDM}$為152A。正向二極管電壓$V{SD}$在$V{GS}= - 5V$、$I{SD}=20A$、$T{J}=25^{\circ}C$時為4.3V。反向恢復(fù)時間$t{RR}$為17.7ns，反向恢復(fù)電荷$Q{RR}$為90.6nC，反向恢復(fù)能量$E{REC}$為8.7μJ，峰值反向恢復(fù)電流$I{RRM}$為10.2A，充電時間$T{a}$為9.8ns，放電時間$T$為7.8ns。

典型應(yīng)用場景

NVH4L060N065SC1特別適用于汽車領(lǐng)域，如汽車車載充電器和電動汽車/混合動力汽車（EV/HEV）的DC/DC轉(zhuǎn)換器。在這些應(yīng)用中，其高耐壓、低損耗和高可靠性的特點能夠滿足汽車電子系統(tǒng)對功率轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性的嚴(yán)格要求。

封裝與訂購信息

該器件采用TO247 - 4L封裝，具體的封裝尺寸在文檔中有詳細(xì)說明。訂購時，NVH4L060N065SC1以每管30個單位的形式發(fā)貨。

設(shè)計注意事項

在使用NVH4L060N065SC1進(jìn)行電路設(shè)計時，需要注意以下幾點：

1. 最大額定值是器件安全工作的極限，超過這些值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。
2. 熱阻是一個重要的參數(shù)，整個應(yīng)用環(huán)境會影響熱阻值，它不是一個常數(shù)，僅在特定條件下有效。因此，在設(shè)計散熱系統(tǒng)時，需要充分考慮實際的工作環(huán)境和散熱條件。
3. 對于開關(guān)特性和二極管特性，不同的測試條件會導(dǎo)致參數(shù)有所差異。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的工作條件對器件的性能進(jìn)行評估和驗證。

總之，onsemi的NVH4L060N065SC1碳化硅功率MOSFET憑借其出色的性能和高可靠性，為汽車電子等領(lǐng)域的功率轉(zhuǎn)換電路設(shè)計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。在實際應(yīng)用中，電子工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計需求，合理選擇和使用該器件，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。大家在使用這款器件的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的設(shè)計經(jīng)驗?zāi)兀繗g迎在評論區(qū)分享交流。