onsemi碳化硅MOSFET NTH4L075N065SC1：高效功率轉(zhuǎn)換的理想之選

在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET憑借其卓越的性能逐漸成為眾多應(yīng)用的首選。今天，我們就來(lái)深入了解一下onsemi推出的一款650V、57mΩ的碳化硅MOSFET——NTH4L075N065SC1。

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產(chǎn)品概述

NTH4L075N065SC1采用TO - 247 - 4L封裝，具有一系列出色的特性，適用于開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）、太陽(yáng)能逆變器、不間斷電源（UPS）和能量存儲(chǔ)等典型應(yīng)用。

在這些應(yīng)用場(chǎng)景中，碳化硅MOSFET相較于傳統(tǒng)的硅基MOSFET具有明顯優(yōu)勢(shì)。比如在開(kāi)關(guān)模式電源中，碳化硅MOSFET導(dǎo)通電阻低、開(kāi)關(guān)速度快，能有效降低導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，提高電源效率；在太陽(yáng)能逆變器里，其高耐壓、低損耗的特性有助于提升能量轉(zhuǎn)換效率，減少能量損失；對(duì)于不間斷電源，可增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；在能量存儲(chǔ)方面，能夠更好地適應(yīng)高功率密度的需求。那么在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們?cè)撊绾纬浞职l(fā)揮這些優(yōu)勢(shì)呢？這就需要我們深入了解NTH4L075N065SC1的各項(xiàng)參數(shù)和特性。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

該器件在 $V{GS}=18V$ 時(shí)，典型導(dǎo)通電阻 $R{DS(on)} = 57mΩ$ ；在 $V{GS}=15V$ 時(shí)，典型導(dǎo)通電阻 $R{DS(on)} = 75mΩ$ 。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，能有效提高系統(tǒng)效率。想象一下，在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的電源系統(tǒng)中，低導(dǎo)通電阻帶來(lái)的低損耗可以節(jié)省多少電能呢？

超低柵極電荷和低輸出電容

其總柵極電荷 $Q{G(tot)} = 61nC$ ，輸出電容 $C{oss}=107pF$ 。超低的柵極電荷可以減少開(kāi)關(guān)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)電路的能量損耗，降低驅(qū)動(dòng)功率要求；低輸出電容則有助于減少開(kāi)關(guān)損耗，提高開(kāi)關(guān)速度，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。在高頻應(yīng)用中，這些特性的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。

全雪崩測(cè)試

該器件經(jīng)過(guò)100%雪崩測(cè)試，這表明它在雪崩狀態(tài)下具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)遇到一些突發(fā)的過(guò)電壓或過(guò)電流情況，經(jīng)過(guò)雪崩測(cè)試的器件能夠更好地應(yīng)對(duì)這些異常情況，保護(hù)系統(tǒng)安全。

寬溫度范圍

工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍為 -55℃ 至 +175℃ ，能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。無(wú)論是在高溫的工業(yè)環(huán)境，還是在低溫的戶(hù)外場(chǎng)景，該器件都能穩(wěn)定工作。

環(huán)保特性

此器件無(wú)鹵化物，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），且二級(jí)互連為無(wú)鉛2LI，滿(mǎn)足環(huán)保要求。在如今對(duì)環(huán)保要求日益嚴(yán)格的時(shí)代，這一特性無(wú)疑增加了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

產(chǎn)品參數(shù)

最大額定值

參數(shù)	符號(hào)	值	單位
漏源電壓	$V_{DSS}$	650	V
柵源電壓	$V_{GS}$	-8/+22	V
推薦柵源電壓（$T_c<175℃$）	$V_{GSop}$	-5/+18	V
穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T_c = 25℃$）	$I_D$	38	A
穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T_c = 100℃$）	$I_D$	26	A
脈沖漏極電流（$T_c = 25℃$）	$I_{DM}$	120	A
工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍	$TJ$，$T{stg}$	-55 至 +175	℃
源極電流（體二極管）	$I_S$	29	A
單脈沖漏源雪崩能量	$E_{AS}$	83	mJ
焊接最大引線(xiàn)溫度（距外殼1/8"，5s）	$T_L$	260	℃

需要注意的是，超過(guò)最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其可靠性。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，一定要確保各項(xiàng)參數(shù)在安全范圍內(nèi)。那么，如何根據(jù)這些額定值來(lái)選擇合適的外圍電路元件呢？這就需要我們綜合考慮電路的工作條件和器件的特性。

熱阻參數(shù)

參數(shù)	符號(hào)	最大值	單位
結(jié)到殼熱阻（穩(wěn)態(tài)）	$R_{θJC}$	1.01	℃/W
結(jié)到環(huán)境熱阻（穩(wěn)態(tài)）	$R_{θJA}$	40	℃/W

熱阻參數(shù)對(duì)于散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在高功率應(yīng)用中，如果散熱設(shè)計(jì)不合理，器件溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致性能下降甚至損壞。我們可以根據(jù)熱阻參數(shù)和功率損耗來(lái)計(jì)算器件的溫度，從而選擇合適的散熱方式和散熱器件。

電氣特性

包括關(guān)態(tài)特性、開(kāi)態(tài)特性、電荷與電容特性、開(kāi)關(guān)特性以及漏源二極管特性等。這些特性詳細(xì)描述了器件在不同工作狀態(tài)下的電氣性能，是我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估的重要依據(jù)。例如，在開(kāi)關(guān)特性中，開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗直接影響著系統(tǒng)的效率和性能。我們?cè)谠O(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，如何根據(jù)這些開(kāi)關(guān)特性來(lái)優(yōu)化開(kāi)關(guān)頻率和驅(qū)動(dòng)電路呢？這是我們需要深入思考的問(wèn)題。

典型特性曲線(xiàn)

文檔中提供了一系列典型特性曲線(xiàn)，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)系等。這些曲線(xiàn)直觀(guān)地展示了器件在不同工作條件下的性能變化趨勢(shì)，幫助我們更好地理解器件的特性，為電路設(shè)計(jì)提供參考。比如，通過(guò)導(dǎo)通電阻隨溫度的變化曲線(xiàn)，我們可以預(yù)測(cè)在不同溫度環(huán)境下器件的導(dǎo)通損耗，從而合理設(shè)計(jì)散熱方案。

封裝信息

該器件采用TO - 247 - 4L封裝，文檔詳細(xì)給出了封裝的尺寸信息。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要根據(jù)封裝尺寸來(lái)合理布局器件，確保引腳間距、焊盤(pán)大小等符合要求，同時(shí)還要考慮散熱和電磁兼容性等問(wèn)題。

總結(jié)

NTH4L075N065SC1是一款性能優(yōu)異的碳化硅MOSFET，具有低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低輸出電容、寬溫度范圍等諸多優(yōu)點(diǎn)，適用于開(kāi)關(guān)模式電源、太陽(yáng)能逆變器、UPS和能量存儲(chǔ)等多種應(yīng)用場(chǎng)景。在使用該器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，我們要充分了解其各項(xiàng)參數(shù)和特性，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求合理選擇外圍電路元件，做好散熱設(shè)計(jì)和電磁兼容性設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。同時(shí)，我們也要關(guān)注器件的環(huán)保特性，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎一起交流探討。

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