探索 onsemi NVMJST1D3N04C：高性能 N 沟道 MOSFET 的卓越之选

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的功率开关器件，其性能对整个系统的效率和稳定性起着至关重要的作用。今天，我们将深入探讨 onsemi 推出的 NVMJST1D3N04C 这款 N 沟道功率 MOSFET，看看它有哪些独特的特性和优势。

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产品概述

NVMJST1D3N04C 是一款专为满足现代电子设备对高性能、小尺寸和低功耗需求而设计的 MOSFET。它具有 40V 的耐压能力、低至 1.39mΩ 的导通电阻（$R_{DS(on)}$）以及高达 386A 的连续漏极电流（$I_D$），适用于各种需要高效功率转换的应用场景。

在实际应用中，NVMJST1D3N04C 可广泛用于开关电源、马达驱动、照明调光等电路。大家在设计时，有没有想过它在不同应用场景下，具体能发挥出怎样的优势呢？
 

封装类型

热特性

产品特性

紧凑设计

NVMJST1D3N04C 采用了 TCPAK57 5x7 顶部散热封装，尺寸仅为 5x7mm，这种小尺寸封装为紧凑型设计提供了可能，能有效节省电路板空间，特别适合对空间要求较高的应用场景。

低导通损耗

该 MOSFET 的一大亮点是具有极低的 $R_{DS(on)}$（最大 1.39mΩ@10V），这一特性能够显著降低导通损耗，提高系统的效率。在追求高效节能的今天，低导通损耗无疑是一个重要的优势。大家在设计电路时，是否会优先考虑具有低导通损耗的器件呢？

低驱动损耗

它还具备低 $Q_{G}$ 和电容，可有效减少驱动损耗，降低对驱动电路的要求，进一步提高系统的整体性能。低驱动损耗意味着可以使用更简单、成本更低的驱动电路，这对于降低系统成本和复杂度非常有帮助。

汽车级标准

此款 MOSFET 通过了 AEC - Q101 认证且具备 PPAP 能力，这表明它符合汽车级标准，可用于汽车电子等对可靠性要求极高的领域。同时，它是无铅产品且符合 RoHS 标准，满足环保要求。

最大额定值

在使用 NVMJST1D3N04C 时，需要特别关注其最大额定值，以确保器件的安全可靠运行。以下是一些关键的最大额定值参数：	参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	40	V
栅源电压	$V_{GS}$	+20	V
连续漏极电流（$T_{C}=25^{\circ}C$）	$I_{D}$	386	A
连续漏极电流（$T_{C}=100^{\circ}C$）	$I_{D}$	273	A
功率耗散（$T_{C}=25^{\circ}C$）	$P_{D}$	375	W
功率耗散（$T_{C}=100^{\circ}C$）	$P_{D}$	187	W
脉冲漏极电流（$T_{A}=25^{\circ}C$，$p = 10\mu s$）	$I_{DM}$	900	A
工作结温和存储温度范围	$T{J}$，$T{stg}$	-55 至 +175	$^{\circ}C$
源极电流（体二极管）	$I_{S}$	312	A
单脉冲漏源雪崩能量（$I_{L(pk)} = 19A$）	$E_{AS}$	739	mJ
焊接用引脚温度（距外壳 1/8"，10s）	$T_{L}$	260	$^{\circ}C$

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。在实际设计中，一定要根据具体的应用场景和条件，合理选择和使用该器件。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：$V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$I_{D} = 250\mu A$ 时为 40V，其温度系数为 9.6mV/°C。这意味着在不同的温度环境下，漏源击穿电压会有一定的变化，在设计时需要考虑温度对其性能的影响。
• 零栅压漏极电流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$V{DS} = 40V$，$T{J} = 25^{\circ}C$ 时为 10μA，$T_{J} = 125^{\circ}C$ 时为 100μA。温度升高会导致零栅压漏极电流增大，这可能会影响系统的静态功耗。
• 栅源泄漏电流：$I{GSS}$ 在 $V{DS} = 0V$，$V_{GS} = 20V$ 时为 100nA。较小的栅源泄漏电流有助于减少栅极的能量损耗。

导通特性

• 栅极阈值电压：$V{GS(TH)}$ 在 $V{S}=V{DS}$，$I{D} = 170A$ 时，典型值为 2.5 - 3.5V。栅极阈值电压是 MOSFET 开始导通的关键参数，准确了解其值对于设计驱动电路非常重要。
• 阈值温度系数：$V{GS(TH)}/T{J}$ 为 -8.6mV/°C，温度变化会影响栅极阈值电压，进而影响 MOSFET 的导通特性。
• 漏源导通电阻：$R{DS(on)}$ 在 $V{GS}= 10V$，$I_{D}=50A$ 时，典型值为 1.2 - 1.39mΩ。低导通电阻是该 MOSFET 的重要优势之一，能有效降低导通损耗。
• 正向跨导：$g{FS}$ 在 $V{DS}=15V$，$I_{D} = 50A$ 时为 145S，反映了 MOSFET 对输入信号的放大能力。

电荷和电容特性

• 输入电容：$C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1 MHz$，$V_{DS} = 25V$ 时为 4300pF。输入电容会影响 MOSFET 的开关速度和驱动电路的设计。
• 输出电容：$C_{oss}$ 为 2100pF，输出电容会影响 MOSFET 关断时的电压变化率。
• 反向传输电容：$C_{RSS}$ 为 59pF，反向传输电容会影响 MOSFET 的开关特性和稳定性。
• 总栅极电荷：$Q{G(TOT)}$ 在 $V{GS}= 10V$，$V{DS}=20 V$，$I{D} = 50 A$ 时为 65nC。总栅极电荷与驱动电路的能量损耗和开关速度密切相关。
• 阈值栅极电荷：$Q_{G(TH)}$ 为 13nC，阈值栅极电荷决定了 MOSFET 开始导通所需的电荷量。
• 栅源电荷：$Q_{GS}$ 为 20nC，栅源电荷影响 MOSFET 的导通和关断过程。
• 栅漏电荷：$Q{GD}$ 在 $V{GS}= 10V$，$V{DS}= 20 V$，$I{D} = 50A$ 时为 12nC，栅漏电荷会影响 MOSFET 的米勒平台特性。
• 平台电压：$V_{GP}$ 为 4.7V，平台电压是 MOSFET 开关过程中的一个重要参数，对驱动电路的设计有重要影响。

开关特性

• 开通延迟时间：$t_{d(ON)}$ 为 15ns，开通延迟时间反映了 MOSFET 从接收开通信号到开始导通的时间间隔。
• 上升时间：$t{r}$ 在 $V{GS}=10V$，$V{DS}=20V$，$I{D}=50A$，$R_{G}=2.5Ω$ 时为 47ns，上升时间影响 MOSFET 的开通速度。
• 关断延迟时间：$t_{d(OFF)}$ 为 36ns，关断延迟时间反映了 MOSFET 从接收关断信号到开始关断的时间间隔。
• 下降时间：$t_{f}$ 为 9.0ns，下降时间影响 MOSFET 的关断速度。开关特性的好坏直接影响 MOSFET 在高频应用中的性能，大家在设计高频电路时，是否会重点关注这些开关特性参数呢？

漏源二极管特性

• 正向二极管电压：$V{SD}$ 在 $V{GS}=0V$，$I{S}=50A$，$T{J}=25^{\circ}C$ 时为 0.82 - 1.2V，$T_{J}= 125^{\circ}C$ 时为 0.68V。正向二极管电压反映了体二极管的导通压降，温度对其有明显影响。
• 反向恢复时间：$t{RR}$ 在 $V{GS}=0V$，$dI{S}/dt = 100 A/μs$，$I{S}=50A$ 时为 63ns，反向恢复时间影响体二极管的反向恢复特性，对 MOSFET 的开关性能有一定影响。
• 电荷时间：$t{a}$ 为 34ns，放电时间：$t{p}$ 为 29ns，反向恢复电荷：$Q_{RR}$ 为 92nC，这些参数都与体二极管的反向恢复过程相关。

典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、传输特性、导通电阻与栅源电压关系、导通电阻与漏极电流和栅极电压关系、导通电阻随温度变化、漏源泄漏电流与电压关系、电容变化、栅源和漏源电压与总电荷关系、电阻性开关时间随栅极电阻变化、二极管正向电压与电流关系、安全工作区、$I_{PEAK}$ 与雪崩时间关系以及热特性等曲线。这些曲线直观地展示了 NVMJST1D3N04C 在不同条件下的性能表现，对于工程师进行电路设计和性能评估具有重要的参考价值。大家在实际设计中，是否经常参考这些典型特性曲线来优化电路设计呢？

封装尺寸

NVMJST1D3N04C 采用 LFPAK10 7.5x5 封装（CASE 760AG），文档详细给出了其封装尺寸及相关标注。在进行 PCB 设计时，准确了解封装尺寸是确保器件正确安装和布局的关键。同时，文档还给出了一些封装尺寸的注意事项，如尺寸标注和公差遵循 ASME Y14.5M,1994 标准，尺寸 D 和 E 不包括模具飞边、凸起或毛刺等，这些细节对于保证 PCB 设计的准确性和可靠性非常重要。

总结

onsemi 的 NVMJST1D3N04C 是一款性能卓越的 N 沟道 MOSFET，具有小尺寸、低导通损耗、低驱动损耗等优点，适用于多种应用场景，特别是对效率和可靠性要求较高的领域。在使用该器件时，工程师需要充分了解其最大额定值、电气特性、典型特性曲线和封装尺寸等信息，以确保设计出的电路稳定可靠、高效节能。希望本文能为大家在电子设计中选择和使用 NVMJST1D3N04C 提供一些有价值的参考。大家在使用这款 MOSFET 过程中遇到过哪些问题或有什么独特的经验呢？欢迎在评论区分享交流。