深入解析CSD16413Q5A N-Channel NexFET™ Power MOSFET

在电力转换应用中，MOSFET起着至关重要的作用。今天，我们就来详细探讨德州仪器（TI）推出的CSD16413Q5A N-Channel NexFET™ Power MOSFET。

文件下载：csd16413q5a.pdf

产品特性

CSD16413Q5A具有诸多令人瞩目的特性，使其在同类产品中脱颖而出。

• 低栅极电荷：超低的Qg和Qgd，有助于降低开关损耗，提高开关速度，从而提升整个电路的效率。
• 低热阻：能够快速有效地将热量散发出去，保证器件在工作过程中保持较低的温度，提高了器件的可靠性和稳定性。
• 雪崩额定：具备雪崩能量承受能力，可在雪崩状态下正常工作，增强了器件的抗过压能力。
• 环保特性：采用无铅终端电镀，符合RoHS标准，并且无卤素，体现了环保理念。
• 紧凑封装：采用SON 5mm × 6mm塑料封装，体积小巧，适合对空间要求较高的应用场景。

产品概要

关键参数

参数	描述	数值	单位
VDS	漏源电压	25	V
Qg	总栅极电荷（4.5V）	9	nC
Qgd	栅漏极电荷	2.5	nC
RDS(on)（VGS = 4.5V）	漏源导通电阻	4.1	mΩ
RDS(on)（VGS = 10V）	漏源导通电阻	3.1	mΩ
VGS(th)	阈值电压	1.6	V

订购信息

该器件采用SON 5 × 6塑料封装，以13英寸卷轴形式提供，每卷数量为2500个，包装形式为带盘包装。

绝对最大额定值

参数	描述	数值	单位
VDS	漏源电压		25 V
VGS	栅源电压	+16 / –12	V
ID（TC = 25°C）	连续漏极电流	100	A
ID（连续）	连续漏极电流	24	A
IDM（TA = 25°C）	脉冲漏极电流	156	A
PD	功率耗散	3.1	W
TJ, TSTG	工作结温和存储温度范围	–55 to 150	°C
EAS	雪崩能量（单脉冲，ID = 46A，L = 0.1mH，RG = 25Ω）	106	mJ

电气特性

静态特性

• BVDSS：漏源击穿电压，在VGS = 0V，ID = 250mA时为25V。
• IDSS：漏源泄漏电流，在VGS = 0V，VDS = 20V时为1mA。
• IGSS：栅源泄漏电流，在VDS = 0V，VGS = +16/-12V时为100nA。
• VGS(th)：栅源阈值电压，范围在1.2 - 1.9V之间。
• RDS(on)：漏源导通电阻，VGS = 4.5V，ID = 24A时为4.1 - 5.6mΩ；VGS = 10V，ID = 24A时为3.1 - 3.9mΩ。
• gfs：跨导，在VDS = 15V，ID = 24A时为95S。

动态特性

• CISS：输入电容，范围在1370 - 1780pF。
• COSS：输出电容，在VGS = 0V，VDS = 12.5V，f = 1MHz时为1060 - 1380pF。
• CRSS：反向传输电容，为84 - 109pF。
• Rg：串联栅极电阻，范围在0.9 - 1.8Ω。
• Qg：总栅极电荷（4.5V）为9 - 11.7nC。
• Qgd：栅漏极电荷为2.5 - 3.5nC。
• Qg(th)：阈值电压下的栅极电荷为2.2nC。
• QOSS：输出电荷，在VDS = 13.1V，VGS = 0V时为21nC。
• td(on)：导通延迟时间为9.1ns。
• tr：上升时间为15.9ns。
• td(off)：关断延迟时间为10.7ns。
• tf：下降时间为5.7ns。

二极管特性

• VSD：二极管正向电压，在IS = 24A，VGS = 0V时为0.85 - 1V。
• Qrr：反向恢复电荷，在VDD = 13.1V，IF = 24A，di/dt = 300A/ms时为32nC。
• trr：反向恢复时间，在VDD = 13.1V，IF = 24A，di/dt = 300A/ms时为28ns。

热特性

参数	描述	数值	单位
RθJC	结到外壳的热阻		2.6 °C/W
RθJA	结到环境的热阻		51 °C/W

典型MOSFET特性

文档中给出了多个典型特性曲线，包括瞬态热阻抗、饱和特性、传输特性、栅极电荷、电容、阈值电压与温度关系、导通电阻与栅极电压关系、导通电阻与温度关系、典型二极管正向电压、最大安全工作区、单脉冲非钳位电感开关、最大漏极电流与温度关系等。这些曲线有助于工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现，从而进行合理的设计。

机械数据

封装尺寸

详细给出了Q5A封装的尺寸信息，包括各个维度的最小值、标称值和最大值，为PCB设计提供了精确的参考。

推荐PCB图案

提供了推荐的PCB图案尺寸，同时建议参考应用笔记SLPA005来进行PCB设计，以减少振铃现象。

带盘信息

给出了Q5A带盘的详细信息，包括尺寸、公差、材料等，确保器件在运输和存储过程中的稳定性。

应用场景

CSD16413Q5A适用于负载点同步降压转换器，可应用于网络、电信和计算系统等领域，尤其针对控制或同步FET应用进行了优化。

总结

CSD16413Q5A N-Channel NexFET™ Power MOSFET凭借其低栅极电荷、低热阻、雪崩额定等特性，以及丰富的电气和热特性参数，为电力转换应用提供了可靠的解决方案。工程师在设计过程中，可以根据具体的应用需求，结合器件的特性和参数，进行合理的选型和设计。大家在实际应用中是否遇到过类似MOSFET的选型和设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。