ON Semiconductor NTMT190N65S3H MOSFET：高效电源转换的理想之选

在电子工程师的日常工作中，选择合适的功率器件对于电源转换系统的性能至关重要。今天，我们将深入探讨 ON Semiconductor（现更名为 onsemi）推出的 NTMT190N65S3H MOSFET，这款器件在电源转换领域展现出了卓越的性能。

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产品概述

NTMT190N65S3H 是一款 650V、190mΩ、16A 的 N 沟道 POWER MOSFET，属于 SUPERFET III 系列。SUPERFET III MOSFET 是 ON Semiconductor 全新的高压超结（SJ）MOSFET 家族，采用电荷平衡技术，具备出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种先进技术旨在最大限度地减少传导损耗，提供卓越的开关性能，并能承受极高的 dv/dt 速率，非常适合各种 AC/DC 电源转换应用，有助于实现系统的小型化和更高的效率。

封装优势

该器件采用 Power88 封装，这是一种超薄表面贴装封装，高度仅为 1mm，外形小巧，尺寸为 8 x 8mm。Power88 封装具有较低的寄生源电感，并且将功率源和驱动源分离，从而提供了出色的开关性能。此外，它的防潮等级达到了 MSL 1，这意味着它在潮湿环境下具有更好的稳定性。

关键特性

1. 高耐压与低导通电阻：在 (T{J}=150^{circ}C) 时，耐压可达 700V，典型 (R{DS(on)}=156mOmega)，能有效降低导通损耗。
2. 超低栅极电荷：典型 (Q_{g}=31nC)，有助于减少开关损耗，提高开关速度。
3. 低有效输出电容：典型 (C_{oss(eff.)}=292pF)，可降低开关过程中的能量损耗。
4. 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，保证了器件在恶劣条件下的可靠性。
5. 环保合规：这些器件无铅且符合 RoHS 标准，符合环保要求。

应用领域

1. 电信/服务器电源：在电信和服务器电源系统中，对电源的效率和稳定性要求极高。NTMT190N65S3H 的低损耗和高开关性能能够满足这些系统的需求，提高电源的整体效率。
2. 工业电源：工业环境通常对电源的可靠性和稳定性有严格要求。该 MOSFET 的高耐压和低导通电阻特性使其能够在工业电源中稳定工作，减少能量损耗。
3. UPS/太阳能：在不间断电源（UPS）和太阳能电源系统中，需要高效的功率转换器件来提高能源利用率。NTMT190N65S3H 能够满足这些系统对效率和可靠性的要求。

电气特性

绝对最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	650	V
栅源电压	(V_{GSS})（DC）	(pm30)	V
栅源电压	(V_{GSS})（AC，f > 1Hz）	(pm30)	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	16	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	10	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	45	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	1.42	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	3.6	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	1.29	mJ
MOSFET dv/dt 峰值	dv/dt	120	V/ns
二极管恢复 dv/dt	dv/dt	20	V/ns
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	129	W
25°C 以上降额系数	(P_{D}) 降额	1.03	W/°C
工作和存储温度范围	(T{J}, T{STG})	-55 至 +150	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳 1/8″，5 秒）	(T_{L})	260	°C

电气特性

参数	符号	测试条件	典型值	单位
击穿电压	(BVDSS)	(I_{D}=10mA)，参考 (25^{circ}C)	700	V
零栅压漏极电流	(IDSS)	(V{GS}=pm30V, V{DS}=0V)	0.8	(mu A)
栅极阈值电压	(V_{GS(th)})	(V{GS}=V{DS}, I_{D}=1.4mA)	4.0	V
导通电阻	(R_{DS(on)})	(V_{GS}=10V)	156	mΩ
输入电容	(C_{iss})	(V{DS}=400V, V{GS}=0V, f = 250kHz)	1600	pF
输出电容	(C_{oss})	(V{DS}=400V, V{GS}=0V, f = 250kHz)	23	pF
有效输出电容	(C_{oss(eff.)})	(V{DS}=0V) 至 400V, (V{GS}=0V)	292	pF
能量相关输出电容	(C_{oss(er.)})	(V{DS}=0V) 至 400V, (V{GS}=0V)	41	pF
总栅极电荷（10V 时）	(Q_{g(tot)})	(V{DS}=400V, I{D}=8A, V_{GS}=10V)	31	nC
栅源栅极电荷	(Q_{gs})	7.1	nC
栅漏“米勒”电荷	(Q_{gd})	7.9	nC
等效串联电阻	(ESR)	(f = 1MHz)	1.1	(Omega)

典型特性曲线

文档中还提供了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、传输特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、二极管正向电压随源电流和温度的变化、电容特性、栅极电荷特性、击穿电压随温度的变化、导通电阻随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流随壳温的变化、(E_{oss}) 随漏源电压的变化以及瞬态热响应曲线等。这些曲线对于工程师在设计电路时评估器件的性能非常有帮助。

测试电路与波形

文档中给出了栅极电荷测试电路与波形、电阻性开关测试电路与波形、无钳位电感开关测试电路与波形以及峰值二极管恢复 dv/dt 测试电路与波形等。这些测试电路和波形有助于工程师理解器件在不同工作条件下的性能。

注意事项

在使用 NTMT190N65S3H 时，需要注意以下几点：

1. 应力超过绝对最大额定值可能会损坏器件，因此在设计电路时应确保工作条件在额定范围内。
2. “典型”参数在不同应用中可能会有所变化，实际性能可能会随时间变化。因此，所有工作参数，包括“典型值”，都必须由客户的技术专家针对每个客户应用进行验证。
3. 该器件不适合用于生命支持系统、FDA 3 类医疗设备或具有相同或类似分类的外国司法管辖区的医疗设备，以及任何用于人体植入的设备。如果购买或使用该器件用于此类非预期或未经授权的应用，买方应承担相关责任。

总之，ON Semiconductor 的 NTMT190N65S3H MOSFET 以其出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在电源转换设计中提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求，结合器件的特性和注意事项，合理设计电路，以充分发挥该器件的优势。大家在使用这款 MOSFET 时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。