深入解析 onsemi NVTFS004N04C N 沟道 MOSFET

在电子设计领域，MOSFET 作为关键的功率器件，其性能对整个电路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 NVTFS004N04C N 沟道 MOSFET，详细分析其特性、参数以及应用场景。

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产品概述

NVTFS004N04C 是一款单 N 沟道功率 MOSFET，具有 40V 的漏源击穿电压（V(BR)DSS），最大漏源导通电阻（RDS(on)）为 4.9 mΩ（在 10V 栅源电压下），最大连续漏极电流（ID MAX）可达 77A。该器件采用 3.3 x 3.3 mm 的小尺寸封装，非常适合紧凑型设计。

产品特性

小尺寸封装

3.3 x 3.3 mm 的小尺寸封装，为紧凑型设计提供了可能。在空间受限的应用中，如便携式设备、小型电源模块等，这种小尺寸封装能够有效节省 PCB 空间，提高设计的集成度。

低导通电阻

低 RDS(on) 特性可最大限度地减少传导损耗，提高功率转换效率。在高功率应用中，降低传导损耗意味着减少发热，提高系统的可靠性和稳定性。

低电容

低电容特性可最大限度地减少驱动损耗，降低开关过程中的能量损失。这对于高频应用尤为重要，能够提高开关速度，降低开关损耗。

AEC - Q101 认证

该器件通过了 AEC - Q101 认证，并具备 PPAP 能力，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的应用领域。

环保合规

NVTFS004N04C 为无铅产品，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

最大额定值

电压额定值

• 漏源电压（VDSS）：40V
• 栅源电压（VGS）：±20V

电流额定值

• 连续漏极电流（ID）：在不同温度下有不同的值，如在 TC = 25°C 时为 77A，TC = 100°C 时为 43A；在 TA = 25°C 时为 18A，TA = 100°C 时为 13A。
• 脉冲漏极电流（IDM）：在 TA = 25°C，tp = 10 s 时为 338A。

功率额定值

• 功率耗散（PD）：在不同温度和散热条件下有不同的值，如在 TC = 25°C 时为 55W，TC = 100°C 时为 18W；在 TA = 25°C 时为 3.2W，TA = 100°C 时为 1.6W。

温度范围

• 工作结温和存储温度范围（TJ, Tstg）：-55 至 +175°C

其他额定值

• 源极电流（体二极管）（IS）：45.5A
• 单脉冲漏源雪崩能量（EAS）：122 mJ（IL(pk) = 5.2A）
• 焊接用引脚温度（TL）：260°C（1/8″ 离外壳 10 s）

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

热阻额定值

结到外壳热阻（RJC）

稳态下为 2.7 °C/W

结到环境热阻（RJA）

稳态下为 47.4 °C/W

热阻受整个应用环境的影响，并非恒定值，仅在特定条件下有效。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（V(BR)DSS）：40V（VGS = 0V，ID = 250μA）
• 零栅压漏极电流（IDSS）：在 TJ = 25°C 时最大为 10μA，在 TJ = 125°C 时最大为 250μA
• 栅源泄漏电流（IGSS）：在 VDS = 0V，VGS = 20V 时最大为 100nA

导通特性

• 栅极阈值电压（VGS(TH)）：2.5 - 3.5V（VGS = VDS，ID = 50μA）
• 漏源导通电阻（RDS(on)）：在 VGS = 10V，ID = 35A 时，典型值为 4.1mΩ，最大值为 4.9mΩ
• 正向跨导（gFS）：在 VDS = 15V，ID = 35A 时为 57S

电荷和电容特性

• 输入电容（Ciss）：在 VGS = 0V，f = 1.0 MHz，VDS = 25V 时为 1150pF
• 输出电容（Coss）：600pF
• 反向传输电容（Crss）：25pF
• 阈值栅极电荷（QG(TH)）：在 VGS = 10V，VDS = 32V，ID = 35A 时为 3.7nC
• 栅源电荷（QGS）：5.7nC
• 栅漏电荷（QGD）：3.0nC
• 总栅极电荷（QG(TOT)）：在 VGS = 10V，VDS = 32V，ID = 35A 时为 18nC

开关特性

• 导通延迟时间（td(on)）：在 VGS = 10V，VDS = 32V，ID = 35A 时为 12ns
• 上升时间（tr）：80ns
• 关断延迟时间（td(off)）：26ns
• 下降时间（tf）：8ns

漏源二极管特性

• 源漏电压（VSD）：在 VGS = 0V，Is = 35A，TJ = 25°C 时为 1.2V
• 放电时间（tb）：17ns
• 反向恢复电荷（QRR）：18nC

典型特性

导通区域特性

展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。

传输特性

显示了在不同结温下，漏极电流与栅源电压的关系。

导通电阻与栅源电压关系

呈现了导通电阻随栅源电压的变化情况。

导通电阻与漏极电流和栅极电压关系

展示了导通电阻与漏极电流和栅极电压的相互影响。

导通电阻随温度变化特性

反映了导通电阻随结温的变化趋势。

漏源泄漏电流与电压关系

显示了漏源泄漏电流随漏源电压的变化情况。

电容变化特性

呈现了输入、输出和反向传输电容随漏源电压的变化。

栅源电压与总电荷关系

展示了栅源电压与总栅极电荷的关系。

电阻性开关时间与栅极电阻变化关系

反映了开关时间随栅极电阻的变化情况。

二极管正向电压与电流关系

显示了二极管正向电压与电流的关系。

最大额定正向偏置安全工作区

展示了器件在不同条件下的安全工作范围。

IPEAK 与雪崩时间关系

呈现了 IPEAK 随雪崩时间的变化情况。

热特性

展示了热阻随脉冲时间的变化情况。

器件订购信息

提供了不同型号的器件标记、封装和包装方式，如 NVTFS004N04CTAG 04NC 采用 WDFN8 3.3x3.3, 0.65P 封装，1500 个/卷带包装。

机械尺寸

详细给出了 WDFN8 3.3x3.3, 0.65P 和 WDFNW8 3.3x3.3, 0.65P（Full - Cut 8FL WF）两种封装的尺寸信息，包括各部分的最小、标称和最大尺寸，以及公差要求。

应用场景思考

NVTFS004N04C 的这些特性使其适用于多种应用场景，如开关电源、电机驱动、电池管理等。在开关电源中，其低导通电阻和低电容特性可提高电源效率；在电机驱动中，能够快速响应开关信号，实现高效的电机控制；在电池管理中，可有效降低功耗，延长电池使用寿命。

作为电子工程师，在设计电路时，我们需要根据具体的应用需求，综合考虑器件的各项参数，确保电路的性能和可靠性。同时，也要关注器件的散热设计，以充分发挥其性能优势。你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。