深入解析 onsemi NVTFS010N10MCL 功率 MOSFET

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，广泛应用于各种电源管理、电机驱动等电路中。今天，我们就来深入了解一下 onsemi 推出的 NVTFS010N10MCL 单通道 N 沟道功率 MOSFET。

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产品概述

NVTFS010N10MCL 是 onsemi 生产的一款 100V、10.6mΩ、57.8A 的单通道 N 沟道功率 MOSFET。它具有诸多出色的特性，非常适合紧凑设计的应用场景。

产品特性

• 小尺寸封装：采用 3.3 x 3.3 mm 的小尺寸封装，为紧凑型设计提供了可能，能有效节省电路板空间。
• 低导通电阻：低 $R_{DS(on)}$ 可以最大程度地减少传导损耗，提高电路的效率。
• 低电容：低电容特性有助于降低驱动损耗，提升开关性能。
• 可焊侧翼：NVTFWS010N10MCLTAG 型号具有可焊侧翼，方便焊接和检测。
• 汽车级认证：产品通过 AEC - Q101 认证，并且具备生产件批准程序（PPAP）能力，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的领域。
• 环保合规：该器件无铅且符合 RoHS 标准，符合环保要求。

最大额定值

电压与电流额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	100	V
栅源电压	$V_{GS}$	±20	V
连续漏极电流（$T_C = 25°C$）	$I_D$	57.8	A
连续漏极电流（$T_C = 100°C$）	$I_D$	40.8	A
脉冲漏极电流（$T_C = 25°C$，$t_p = 10 s$）	$I_{DM}$	232	A
源极电流	$I_S$	64.8	A

功率与温度额定值

参数	符号	值	单位
功率耗散（$T_C = 25°C$）	$P_D$	77.8	W
功率耗散（$T_C = 100°C$）	$P_D$	38.9	W
工作结温和存储温度范围	$TJ$，$T{stg}$	-55 至 +175	°C
单脉冲漏源雪崩能量（$I_{L(pk)} = 2.9 A$）	$E_{AS}$	526	mJ
焊接用引脚温度（距外壳 1/8″，10 s）	$T_L$	260	°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，若超出这些限制，不能保证器件的功能，可能会导致损坏并影响可靠性。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：$V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$I_D = 250 μA$ 时为 100V，并且具有一定的温度系数。
• 零栅压漏极电流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$V_{DS} = 80 V$ 时的数值。
• 栅源泄漏电流：$I{GSS}$ 在 $V{DS} = 0 V$，$V_{GS} = 20 V$ 时为 100 nA。

导通特性

• 栅极阈值电压：$V{GS(th)}$ 在 $V{GS} = V_{DS}$，$I_D = 85 μA$ 时，典型值为 1.5V，范围在 1.0 - 3.0V 之间。
• 漏源导通电阻：$R{DS(on)}$ 在 $V{GS} = 10 V$，$ID = 15 A$ 时为 9.1 - 10.6 mΩ；在 $V{GS} = 4.5V$，$I_D = 12 A$ 时为 13.5 - 15.9 mΩ。
• 正向跨导：$g{FS}$ 在 $V{DS} = 5 V$，$I_D = 15 A$ 时典型值为 54 S。

电荷与电容特性

• 输入电容：$C{ISS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$f = 1 MHz$，$V_{DS} = 50 V$ 时为 1530 - 2150 pF。
• 输出电容：$C_{OSS}$ 为 625 - 875 pF。
• 反向传输电容：$C_{RSS}$ 为 10 - 18 pF。
• 总栅极电荷：$Q{G(TOT)}$ 在不同的 $V{GS}$ 和 $I_D$ 条件下有不同的值。

开关特性

开关特性与工作结温无关，例如导通延迟时间和关断延迟时间等参数。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压：$V{SD}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$I_S = 15 A$ 时为 0.8 - 1.3 V。
• 反向恢复时间：$t_{RR}$ 在不同的 $I_F$ 和 $di/dt$ 条件下有不同的值。
• 反向恢复电荷：$Q_{RR}$ 也随条件变化。

典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，这些曲线直观地展示了器件在不同条件下的性能表现。

• 导通区域特性曲线：展示了不同 $V_{GS}$ 下，漏极电流 $ID$ 与漏源电压 $V{DS}$ 的关系。
• 传输特性曲线：体现了不同结温下，漏极电流 $ID$ 与栅源电压 $V{GS}$ 的关系。
• 导通电阻与栅源电压关系曲线：显示了导通电阻 $R{DS(on)}$ 随栅源电压 $V{GS}$ 的变化情况。
• 导通电阻与漏极电流和栅极电压关系曲线：反映了导通电阻 $R_{DS(on)}$ 与漏极电流 $I_D$ 和栅极电压的关系。
• 归一化导通电阻与结温关系曲线：体现了归一化的导通电阻随结温的变化趋势。
• 漏源泄漏电流与电压关系曲线：展示了漏源泄漏电流 $I{DSS}$ 与漏源电压 $V{DS}$ 的关系。
• 电容与漏源电压关系曲线：给出了输入电容 $C{ISS}$、输出电容 $C{OSS}$ 和反向传输电容 $C{RSS}$ 随漏源电压 $V{DS}$ 的变化。
• 栅极电荷特性曲线：展示了总栅极电荷 $Q{TOT}$、栅源电荷 $Q{GS}$ 和栅漏电荷 $Q{GD}$ 与栅源电压 $V{GS}$ 的关系。
• 电阻性开关时间变化与栅极电阻关系曲线：体现了开关时间 $t_{SW}$ 随栅极电阻 $R_G$ 的变化。
• 源漏二极管正向电压与源极电流关系曲线：展示了源漏二极管正向电压 $V_{SD}$ 与源极电流 $I_S$ 的关系。
• 正向偏置安全工作区曲线：给出了器件在不同条件下的安全工作范围。
• 非钳位电感开关能力曲线：体现了器件在非钳位电感开关情况下的性能。
• 结到壳瞬态热响应曲线：展示了结到壳的热阻 $R(t)$ 随脉冲时间的变化。

订购信息

该器件有两种型号可供选择：	器件	标记	封装	包装
NVTFS010N10MCLTAG	N10L	WDFN8（无铅）	1500/卷带
NVTFWS010N10MCLTAG	N10W	WDFNW8（无铅，可焊侧翼）	1500/卷带

机械封装尺寸

文档中给出了 WDFN8 和 WDFNW8 两种封装的机械尺寸和推荐焊盘尺寸，为 PCB 设计提供了详细的参考。

总结

NVTFS010N10MCL 功率 MOSFET 凭借其小尺寸、低导通电阻、低电容等特性，在紧凑设计和高效电路中具有很大的优势。电子工程师在设计电源管理、电机驱动等电路时，可以充分考虑该器件的性能特点，以实现更好的电路性能。同时，在使用过程中，一定要注意最大额定值的限制，确保器件的可靠运行。你在使用功率 MOSFET 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。