探索 onsemi NVMJST1D3N04C：高性能 N 溝道 MOSFET 的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，MOSFET 作為關(guān)鍵的功率開關(guān)器件，其性能對整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討 onsemi 推出的 NVMJST1D3N04C 這款 N 溝道功率 MOSFET，看看它有哪些獨特的特性和優(yōu)勢。

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產(chǎn)品概述

NVMJST1D3N04C 是一款專為滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對高性能、小尺寸和低功耗需求而設(shè)計的 MOSFET。它具有 40V 的耐壓能力、低至 1.39mΩ 的導通電阻（$R_{DS(on)}$）以及高達 386A 的連續(xù)漏極電流（$I_D$），適用于各種需要高效功率轉(zhuǎn)換的應(yīng)用場景。

在實際應(yīng)用中，NVMJST1D3N04C 可廣泛用于開關(guān)電源、馬達驅(qū)動、照明調(diào)光等電路。大家在設(shè)計時，有沒有想過它在不同應(yīng)用場景下，具體能發(fā)揮出怎樣的優(yōu)勢呢？

封裝類型

熱特性

產(chǎn)品特性

緊湊設(shè)計

NVMJST1D3N04C 采用了 TCPAK57 5x7 頂部散熱封裝，尺寸僅為 5x7mm，這種小尺寸封裝為緊湊型設(shè)計提供了可能，能有效節(jié)省電路板空間，特別適合對空間要求較高的應(yīng)用場景。

低導通損耗

該 MOSFET 的一大亮點是具有極低的 $R_{DS(on)}$（最大 1.39mΩ@10V），這一特性能夠顯著降低導通損耗，提高系統(tǒng)的效率。在追求高效節(jié)能的今天，低導通損耗無疑是一個重要的優(yōu)勢。大家在設(shè)計電路時，是否會優(yōu)先考慮具有低導通損耗的器件呢？

低驅(qū)動損耗

它還具備低 $Q_{G}$ 和電容，可有效減少驅(qū)動損耗，降低對驅(qū)動電路的要求，進一步提高系統(tǒng)的整體性能。低驅(qū)動損耗意味著可以使用更簡單、成本更低的驅(qū)動電路，這對于降低系統(tǒng)成本和復雜度非常有幫助。

汽車級標準

此款 MOSFET 通過了 AEC - Q101 認證且具備 PPAP 能力，這表明它符合汽車級標準，可用于汽車電子等對可靠性要求極高的領(lǐng)域。同時，它是無鉛產(chǎn)品且符合 RoHS 標準，滿足環(huán)保要求。

最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值表中列出的應(yīng)力可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。在實際設(shè)計中，一定要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和條件，合理選擇和使用該器件。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓：$V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$I_{D} = 250\mu A$ 時為 40V，其溫度系數(shù)為 9.6mV/°C。這意味著在不同的溫度環(huán)境下，漏源擊穿電壓會有一定的變化，在設(shè)計時需要考慮溫度對其性能的影響。
• 零柵壓漏極電流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$V{DS} = 40V$，$T{J} = 25^{\circ}C$ 時為 10μA，$T_{J} = 125^{\circ}C$ 時為 100μA。溫度升高會導致零柵壓漏極電流增大，這可能會影響系統(tǒng)的靜態(tài)功耗。
• 柵源泄漏電流：$I{GSS}$ 在 $V{DS} = 0V$，$V_{GS} = 20V$ 時為 100nA。較小的柵源泄漏電流有助于減少柵極的能量損耗。

導通特性

• 柵極閾值電壓：$V{GS(TH)}$ 在 $V{S}=V{DS}$，$I{D} = 170A$ 時，典型值為 2.5 - 3.5V。柵極閾值電壓是 MOSFET 開始導通的關(guān)鍵參數(shù)，準確了解其值對于設(shè)計驅(qū)動電路非常重要。
• 閾值溫度系數(shù)：$V{GS(TH)}/T{J}$ 為 -8.6mV/°C，溫度變化會影響柵極閾值電壓，進而影響 MOSFET 的導通特性。
• 漏源導通電阻：$R{DS(on)}$ 在 $V{GS}= 10V$，$I_{D}=50A$ 時，典型值為 1.2 - 1.39mΩ。低導通電阻是該 MOSFET 的重要優(yōu)勢之一，能有效降低導通損耗。
• 正向跨導：$g{FS}$ 在 $V{DS}=15V$，$I_{D} = 50A$ 時為 145S，反映了 MOSFET 對輸入信號的放大能力。

電荷和電容特性

• 輸入電容：$C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1 MHz$，$V_{DS} = 25V$ 時為 4300pF。輸入電容會影響 MOSFET 的開關(guān)速度和驅(qū)動電路的設(shè)計。
• 輸出電容：$C_{oss}$ 為 2100pF，輸出電容會影響 MOSFET 關(guān)斷時的電壓變化率。
• 反向傳輸電容：$C_{RSS}$ 為 59pF，反向傳輸電容會影響 MOSFET 的開關(guān)特性和穩(wěn)定性。
• 總柵極電荷：$Q{G(TOT)}$ 在 $V{GS}= 10V$，$V{DS}=20 V$，$I{D} = 50 A$ 時為 65nC?？倴艠O電荷與驅(qū)動電路的能量損耗和開關(guān)速度密切相關(guān)。
• 閾值柵極電荷：$Q_{G(TH)}$ 為 13nC，閾值柵極電荷決定了 MOSFET 開始導通所需的電荷量。
• 柵源電荷：$Q_{GS}$ 為 20nC，柵源電荷影響 MOSFET 的導通和關(guān)斷過程。
• 柵漏電荷：$Q{GD}$ 在 $V{GS}= 10V$，$V{DS}= 20 V$，$I{D} = 50A$ 時為 12nC，柵漏電荷會影響 MOSFET 的米勒平臺特性。
• 平臺電壓：$V_{GP}$ 為 4.7V，平臺電壓是 MOSFET 開關(guān)過程中的一個重要參數(shù)，對驅(qū)動電路的設(shè)計有重要影響。

開關(guān)特性

• 開通延遲時間：$t_{d(ON)}$ 為 15ns，開通延遲時間反映了 MOSFET 從接收開通信號到開始導通的時間間隔。
• 上升時間：$t{r}$ 在 $V{GS}=10V$，$V{DS}=20V$，$I{D}=50A$，$R_{G}=2.5Ω$ 時為 47ns，上升時間影響 MOSFET 的開通速度。
• 關(guān)斷延遲時間：$t_{d(OFF)}$ 為 36ns，關(guān)斷延遲時間反映了 MOSFET 從接收關(guān)斷信號到開始關(guān)斷的時間間隔。
• 下降時間：$t_{f}$ 為 9.0ns，下降時間影響 MOSFET 的關(guān)斷速度。開關(guān)特性的好壞直接影響 MOSFET 在高頻應(yīng)用中的性能，大家在設(shè)計高頻電路時，是否會重點關(guān)注這些開關(guān)特性參數(shù)呢？

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓：$V{SD}$ 在 $V{GS}=0V$，$I{S}=50A$，$T{J}=25^{\circ}C$ 時為 0.82 - 1.2V，$T_{J}= 125^{\circ}C$ 時為 0.68V。正向二極管電壓反映了體二極管的導通壓降，溫度對其有明顯影響。
• 反向恢復時間：$t{RR}$ 在 $V{GS}=0V$，$dI{S}/dt = 100 A/μs$，$I{S}=50A$ 時為 63ns，反向恢復時間影響體二極管的反向恢復特性，對 MOSFET 的開關(guān)性能有一定影響。
• 電荷時間：$t{a}$ 為 34ns，放電時間：$t{p}$ 為 29ns，反向恢復電荷：$Q_{RR}$ 為 92nC，這些參數(shù)都與體二極管的反向恢復過程相關(guān)。

典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如導通區(qū)域特性、傳輸特性、導通電阻與柵源電壓關(guān)系、導通電阻與漏極電流和柵極電壓關(guān)系、導通電阻隨溫度變化、漏源泄漏電流與電壓關(guān)系、電容變化、柵源和漏源電壓與總電荷關(guān)系、電阻性開關(guān)時間隨柵極電阻變化、二極管正向電壓與電流關(guān)系、安全工作區(qū)、$I_{PEAK}$ 與雪崩時間關(guān)系以及熱特性等曲線。這些曲線直觀地展示了 NVMJST1D3N04C 在不同條件下的性能表現(xiàn)，對于工程師進行電路設(shè)計和性能評估具有重要的參考價值。大家在實際設(shè)計中，是否經(jīng)常參考這些典型特性曲線來優(yōu)化電路設(shè)計呢？

封裝尺寸

NVMJST1D3N04C 采用 LFPAK10 7.5x5 封裝（CASE 760AG），文檔詳細給出了其封裝尺寸及相關(guān)標注。在進行 PCB 設(shè)計時，準確了解封裝尺寸是確保器件正確安裝和布局的關(guān)鍵。同時，文檔還給出了一些封裝尺寸的注意事項，如尺寸標注和公差遵循 ASME Y14.5M,1994 標準，尺寸 D 和 E 不包括模具飛邊、凸起或毛刺等，這些細節(jié)對于保證 PCB 設(shè)計的準確性和可靠性非常重要。

總結(jié)

onsemi 的 NVMJST1D3N04C 是一款性能卓越的 N 溝道 MOSFET，具有小尺寸、低導通損耗、低驅(qū)動損耗等優(yōu)點，適用于多種應(yīng)用場景，特別是對效率和可靠性要求較高的領(lǐng)域。在使用該器件時，工程師需要充分了解其最大額定值、電氣特性、典型特性曲線和封裝尺寸等信息，以確保設(shè)計出的電路穩(wěn)定可靠、高效節(jié)能。希望本文能為大家在電子設(shè)計中選擇和使用 NVMJST1D3N04C 提供一些有價值的參考。大家在使用這款 MOSFET 過程中遇到過哪些問題或有什么獨特的經(jīng)驗呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。