安森美900V碳化硅MOSFET NTHL020N090SC1：性能與應(yīng)用深度解析

在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的性能逐漸成為眾多應(yīng)用的首選功率器件。安森美（onsemi）推出的NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET就是其中的佼佼者，本文將深入剖析這款器件的特性、參數(shù)及典型應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

NTHL020N090SC1是一款N溝道MOSFET，采用TO - 247 - 3LD封裝，具有900V的耐壓能力。其低導(dǎo)通電阻和出色的開關(guān)性能，使其在眾多電力電子應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

二、關(guān)鍵特性

低導(dǎo)通電阻

在VGS = 15V時(shí)，典型導(dǎo)通電阻RDS(on)為20mΩ；當(dāng)VGS提升到18V時(shí)，典型導(dǎo)通電阻可低至16mΩ。低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下的功率損耗更小，能有效提高系統(tǒng)效率。

超低柵極電荷和低輸出電容

該器件具有超低的柵極總電荷QG(tot) = 196nC，以及低有效的輸出電容Coss = 296pF。這使得器件在開關(guān)過(guò)程中所需的驅(qū)動(dòng)能量更小，開關(guān)速度更快，從而降低了開關(guān)損耗。

100% UIL測(cè)試

經(jīng)過(guò)100%的非鉗位電感負(fù)載（UIL）測(cè)試，保證了器件在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。

環(huán)保特性

該器件無(wú)鹵化物，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)（豁免7a），并且在二級(jí)互連（2LI）上采用無(wú)鉛工藝。

三、主要參數(shù)

最大額定值

熱特性

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓V(BR)DSS：900V（VGS = 0V，ID = 1mA），其溫度系數(shù)為500mV/°C。
• 零柵壓漏極電流IDSS：在TJ = 25°C時(shí)為100μA，TJ = 175°C時(shí)為250μA。
• 柵源泄漏電流IGSS：±1μA（VGS = +22 / - 8V，VDS = 0V）。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓VGS(TH)：1.8 - 4.3V（VG = VDS，ID = 20mA）。
• 推薦柵極電壓VGOP： - 5 至 +15V。
• 漏源導(dǎo)通電阻RDS(on)：在VGS = 15V，ID = 60A，TJ = 25°C時(shí)，典型值為20mΩ，最大值為28mΩ；VGS = 18V，ID = 60A，TJ = 25°C時(shí)，典型值為16mΩ。

電荷、電容和柵極電阻

• 輸入電容Ciss：4415pF（VGS = 0V，f = 1MHz）。
• 輸出電容Coss：296pF（VDs = 450V）。
• 反向傳輸電容CRSS：24pF。
• 總柵極電荷QG(TOT)：196nC（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V，ID = 60A）。
• 柵極電阻RG：1.6 - 2Ω（f = 1MHz）。

開關(guān)特性

• 開通延遲時(shí)間td(ON)：40ns（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V）。
• 上升時(shí)間tr：63ns（ID = 60A，RG = 2.5Ω，感性負(fù)載）。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間td(OFF)：55ns。
• 下降時(shí)間tf：13ns。
• 開通開關(guān)損耗EON：2025μJ。
• 關(guān)斷開關(guān)損耗EOFF：201μJ。
• 總開關(guān)損耗ETOT：2226μJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流ISD：153A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 脈沖漏源二極管正向電流ISDM：472A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 正向二極管電壓VSD：3.8V（VGS = - 5V，ISD = 30A，TJ = 25°C）。
• 反向恢復(fù)時(shí)間RR：28ns（VGS = - 5 / 15V，ISD = 60A，dIs / dt = 1000A/μs，VDS = 720V）。
• 反向恢復(fù)電荷QRR：199nC。
• 反向恢復(fù)能量EREC：4μJ。
• 峰值反向恢復(fù)電流RRM：14A。
• 充電時(shí)間Ta：16ns。
• 放電時(shí)間Tb：12ns。

四、典型應(yīng)用

不間斷電源（UPS）

在UPS系統(tǒng)中，NTHL020N090SC1的低導(dǎo)通電阻和快速開關(guān)特性可以有效提高系統(tǒng)效率，減少能量損耗，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

DC - DC轉(zhuǎn)換器

在DC - DC轉(zhuǎn)換器中，該器件能夠快速、高效地實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，提高轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)熱，從而提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

升壓逆變器

升壓逆變器需要能夠承受高電壓和大電流的功率器件，NTHL020N090SC1的高耐壓和大電流能力使其成為升壓逆變器的理想選擇。

五、機(jī)械封裝

該器件采用TO - 247 - 3LD封裝，詳細(xì)的封裝尺寸信息可參考文檔中的機(jī)械封裝尺寸表。封裝尺寸的精確控制對(duì)于器件的安裝和散熱至關(guān)重要，工程師在設(shè)計(jì)電路板時(shí)需要充分考慮這些因素。

六、總結(jié)

安森美NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET憑借其低導(dǎo)通電阻、超低柵極電荷、低輸出電容等優(yōu)異特性，在UPS、DC - DC轉(zhuǎn)換器和升壓逆變器等應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇器件參數(shù)，并注意器件的散熱和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮該器件的性能。大家在使用這款器件的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。