onsemi碳化硅MOSFET NTBG060N065SC1：性能与应用全解析

在电子工程师的日常工作中，选择合适的功率器件对于电路设计的成功至关重要。今天，我们就来深入探讨一下安森美（onsemi）的碳化硅（SiC）MOSFET——NTBG060N065SC1，看看它在众多应用场景中能为我们带来怎样的优势。

文件下载：onsemi NTBG060N065SC1 44mΩ碳化硅MOSFET.pdf

一、产品特性亮点

低导通电阻

该MOSFET在不同栅源电压下具有出色的导通电阻特性。典型情况下，当$V{GS}=18V$时，$R{DS(on)} = 44 m\Omega$；当$V{GS}=15V$时，$R{DS(on)} = 60 m\Omega$。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更低，能够有效提高电路的效率。这对于追求高效节能的开关电源（SMPS）、太阳能逆变器等应用来说，是非常关键的特性。

低电荷与电容

其超低的栅极总电荷$Q{G(tot)} = 74 nC$和低输出电容$C{oss} = 133 pF$，使得器件在开关过程中能够快速响应，减少开关损耗。这不仅有助于提高开关频率，还能降低电路中的电磁干扰（EMI），提升系统的稳定性和可靠性。

雪崩测试与高温性能

该MOSFET经过100%雪崩测试，能够承受一定的雪崩能量冲击，增强了器件在异常情况下的鲁棒性。同时，其工作结温范围为$-55^{\circ}C$至$+175^{\circ}C$，在高温环境下依然能够稳定工作，适用于各种恶劣的工业和户外应用场景。

环保合规

产品符合RoHS标准，满足环保要求，这对于注重绿色设计的企业来说，是一个重要的考虑因素。

二、典型应用场景

开关电源（SMPS）

在开关电源中，NTBG060N065SC1的低导通电阻和低开关损耗特性能够显著提高电源的效率和功率密度。通过降低功率损耗，可以减少散热需求，从而减小电源的体积和重量，降低成本。

太阳能逆变器

太阳能逆变器需要高效地将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。该MOSFET的高温性能和低损耗特性，使其能够在太阳能逆变器中稳定工作，提高能量转换效率，增加太阳能系统的发电量。

不间断电源（UPS）和储能系统

在UPS和储能系统中，需要快速响应和高可靠性的功率器件。NTBG060N065SC1的低电荷和电容特性，能够实现快速的开关动作，确保系统在市电中断时能够迅速切换到备用电源，为负载提供不间断的电力供应。

三、关键参数解读

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	650	V
栅源电压	$V_{GS}$	-8/+22	V
推荐栅源电压	$V_{GSop}$	-5/+18	V
连续漏极电流（$T_{c}=25^{\circ}C$）	$I_{D}$	46	A
功率耗散（$T_{c}=25^{\circ}C$）	$P_{D}$	170	W
连续漏极电流（$T_{c}=100^{\circ}C$）	$I_{D}$	33	A
功率耗散（$T_{c}=100^{\circ}C$）	$P_{D}$	85	W
脉冲漏极电流（$T_{c}=25^{\circ}C$）	$I_{DM}$	130	A
工作结温和存储温度范围	$T{J}, T{stg}$	-55 to +175	$^{\circ}C$
源极电流（体二极管）	$I_{S}$	46	A
单脉冲漏源雪崩能量	$E_{AS}$	51	mJ
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8"，10秒）	$T_{L}$	260	$^{\circ}C$

这些参数为我们在设计电路时提供了重要的参考依据。例如，在选择散热方案时，需要考虑功率耗散和热阻等参数；在确定电路的最大工作电流时，要参考连续漏极电流和脉冲漏极电流等参数。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压$V_{(BR)DSS}$：典型值为650V，确保了器件在高压环境下的可靠性。
• 漏源击穿电压温度系数$V{(BR)DSS}/T{J}$：为$0.15 V/^{\circ}C$，表明击穿电压随温度的变化较为稳定。
• 零栅压漏极电流$I{DSS}$：在$T{J}=25^{\circ}C$时，最大值为$10\ \mu A$；在$T_{J}=175^{\circ}C$时，最大值为$1 mA$。
• 栅源泄漏电流$I_{GSS}$：最大值为$250 nA$，保证了栅极的稳定性。

导通特性

• 栅极阈值电压$V_{GS(TH)}$：范围为$1.8 - 4.3 V$，确保了器件能够在合适的栅源电压下开启。
• 推荐栅极电压$V_{GOP}$：为$-5$至$+18 V$，为电路设计提供了明确的参考。
• 漏源导通电阻$R{DS(on)}$：在不同的栅源电压和温度条件下有不同的值，如$V{GS}=15V$，$I{D}=20 A$，$T{J}=25^{\circ}C$时，典型值为$60 m\Omega$；$V{GS}=18V$，$I{D}=20 A$，$T_{J}=25^{\circ}C$时，典型值为$44 m\Omega$。
• 正向跨导$g_{fs}$：典型值为$12 S$，反映了器件的放大能力。

电容和电荷特性

• 输入电容$C_{iss}$：为$1473 pF$，影响了器件的输入响应速度。
• 输出电容$C_{oss}$：为$133 pF$，有助于降低开关损耗。
• 反向传输电容$C_{rss}$：为$13 pF$，对器件的反馈特性有重要影响。
• 总栅极电荷$Q_{G(tot)}$：为$74 nC$，决定了栅极驱动的能量需求。

开关特性

• 开启延迟时间$t_{d(ON)}$：为$11 ns$，能够快速开启器件。
• 上升时间$t_{r}$：为$14 ns$，确保了电流的快速上升。
• 关断延迟时间$t_{d(OFF)}$：为$24 ns$，实现快速关断。
• 下降时间$t_{f}$：为$11 ns$，保证了电流的快速下降。
• 开启开关损耗$E{ON}$：为$45 \mu J$，关断开关损耗$E{OFF}$：为$18 \mu J$，总开关损耗$E_{TOT}$：为$63 \mu J$，这些参数对于评估器件在开关过程中的能量损耗非常重要。

源漏二极管特性

• 连续源漏二极管正向电流$I_{SD}$：为$46 A$，能够承受较大的正向电流。
• 脉冲源漏二极管正向电流$I_{SDM}$：为$130 A$，适用于脉冲负载。
• 正向二极管电压$V{SD}$：在$V{GS}=-5V$，$I_{SD}=20 A$，$T =25^{\circ}C$时，为$4.3 V$。

四、热特性分析

热阻参数

• 结到壳热阻$R_{\theta JC}$：典型值为$0.88^{\circ}C/W$，反映了器件内部热量传递到外壳的能力。
• 结到环境热阻$R_{\theta JA}$：最大值为$40^{\circ}C/W$，考虑了器件在实际应用中的散热情况。

在设计散热方案时，需要根据功率耗散和热阻等参数来选择合适的散热片或其他散热措施，以确保器件的结温在安全范围内。

五、机械与封装信息

封装尺寸

该器件采用D2PAK - 7L封装，其详细的封装尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.30	4.50	4.70
A1	0.00	0.10	0.20
b2	0.60	0.70	0.80
b	0.51	0.60	0.70
C	0.40	0.50	0.60
c2	1.20	1.30	1.40
D	9.00	9.20	9.40
D1	6.15	6.80	7.15
E	9.70	9.90	10.20
E1	7.15	7.65	8.15
e		1.27
H	15.10	15.40	15.70
L	2.44	2.64	2.84
L1	1.00	1.20	1.40
L3		0.25
aaa			0.25

这些尺寸信息对于PCB布局和机械设计非常重要，工程师需要根据封装尺寸来合理安排器件的位置和布线。

标记图与订购信息

器件的标记图包含了特定设备代码、组装位置、年份、工作周和批次追溯等信息，方便生产和管理。订购信息显示，该器件每卷800个，采用带盘包装。

六、总结与思考

onsemi的NTBG060N065SC1碳化硅MOSFET具有低导通电阻、低电荷和电容、高雪崩能力和宽温度范围等优点，适用于开关电源、太阳能逆变器和UPS等多种应用场景。在设计电路时，我们需要充分考虑其最大额定值、电气特性、热特性和封装尺寸等参数，以确保电路的性能和可靠性。

作为电子工程师，我们在选择和使用该器件时，还需要思考以下问题：如何根据实际应用场景优化电路设计，以充分发挥器件的性能优势？如何选择合适的散热方案，确保器件在高温环境下稳定工作？在不同的工作条件下，器件的实际性能会有哪些变化，如何进行有效的测试和验证？这些问题都需要我们在实际工作中不断探索和解决。

希望通过本文的介绍，能够帮助电子工程师更好地了解和应用onsemi的NTBG060N065SC1碳化硅MOSFET，为电路设计带来更多的可能性。如果你在使用该器件过程中有任何经验或问题，欢迎在评论区分享和交流。