探索 onsemi RFD14N05SM9A N 沟道功率 MOSFET

一、引言

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，广泛应用于各种电路中。今天，我们要深入了解 onsemi 公司的 RFD14N05SM9A N 沟道功率 MOSFET，它采用了先进的 MegaFET 工艺，具有出色的性能，适用于多种应用场景。

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二、产品概述

2.1 工艺与性能

RFD14N05SM9A 采用 MegaFET 工艺制造，该工艺利用接近大规模集成电路（LSI）的特征尺寸，实现了硅的最佳利用，从而带来了卓越的性能。它原本的开发型号是 TA09770。

2.2 应用场景

这款 MOSFET 专为开关稳压器、开关转换器、电机驱动器和继电器驱动器等应用而设计，并且可以直接由集成电路驱动。

三、产品特性

3.1 基本参数

• 电流与电压：能够承受 14A 的电流和 50V 的电压。
• 导通电阻：$R_{DS(ON)}$ 为 0.100Ω。

3.2 模型与曲线

• PSPICE 模型：具备温度补偿的 PSPICE 模型，方便工程师进行电路仿真。
• 特性曲线：提供了峰值电流与脉冲宽度曲线、UIS 额定曲线等，有助于工程师更好地了解器件在不同条件下的性能。

3.3 其他特性

• 工作温度：最高工作温度可达 175°C。
• 无铅设计：符合环保要求，是一款无铅器件。

四、绝对最大额定值

在 $T_{C}=25^{circ}C$ 的条件下（除非另有说明），该 MOSFET 有一系列绝对最大额定值，如下表所示：	Parameter	Symbol	Value	Unit
Drain to Source Voltage (Note 1)	$V_{DSS}$	50	V
Drain to Gate Voltage ($R_{GS}=20 kΩ$) (Note 1)	$V_{DGR}$	50	V
Gate to Source Voltage	$V_{GS}$	Refer to Peak Current Curve
Pulsed Avalanche Rating	$E_{AS}$	UIS Curve
Power Dissipation	$P_{D}$	48	W
Operating Temperature Range		-55 to 175	°C
Maximum Temperature for Soldering (Leads at 0.063 in (1.6 mm) from Case for 10 s)	$T_{L}$		°C
Package Body for 10 s, See Techbrief 334	$T_{pkg}$	260	°C

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。

五、电气规格

同样在 $T_{C}=25^{circ}C$ 的条件下（除非另有说明），其电气规格如下：	Parameter	Test Conditions	Min	Typ	Max	Unit
Drain-Source Breakdown Voltage	$I{D}=250 μA, V{GS}=0 V$ (Figure 9)			50	V
Gate-Source Threshold Voltage		2			V
Drain Leakage Current	$V{DS}=0.8 times$ Rated $BV{DSS}, V_{GS}=0 V$				μA
Gate-Source Leakage Current	$V_{GS} = +20 V$			±100	nA
On-Resistance				0.100	Ω
Turn-On Delay Time					ns
Turn-Off Delay Time					ns
Total Gate Charge	$V{DD}=40 V, I{D}=14 A, I_{g(REF)} = 0.4 mA$ (Figure 13)				nC
Gate Charge at 5 V	$V_{GS} = 0 V$ to 10 V				nC
Threshold Gate Charge	$V_{GS} = 0 V$ to 2 V				nC
Input Capacitance				570	pF
Reverse Transfer Capacitance					pF
Thermal Resistance Junction to Case				100	°C/W

产品的参数性能在列出的测试条件下通过电气特性来体现，但在不同条件下运行时，性能可能会有所不同。

六、源极至漏极二极管规格

Parameter	Symbol	Test Conditions	Min	Typ	Max	Unit
Source to Drain Diode Voltage (Note 2)	$V_{SD}$	$I_{SD} = 14 A$			1.5	V
Diode Reverse Recovery Time	$t_{rr}$	$I{SD} = 14 A, dI{SD}/dt = 100 A/s$			125	ns

注：脉冲测试时，脉冲宽度 ≤300 ms，占空比 ≤2%；重复额定值时，脉冲宽度受最大结温限制，可参考瞬态热阻抗曲线（图 3）和峰值电流能力曲线（图 5）。

七、典型性能曲线

文档中提供了一系列典型性能曲线，包括归一化功率耗散与壳温的关系、最大连续漏极电流与壳温的关系、归一化最大瞬态热阻抗、正向偏置安全工作区、峰值电流能力等曲线。这些曲线对于工程师在设计电路时评估器件在不同条件下的性能非常有帮助。

八、测试电路和波形

文档中还给出了多种测试电路和波形，如无钳位能量测试电路、无钳位能量波形、开关时间测试电路、电阻性开关波形、栅极电荷测试电路和栅极电荷波形等。这些测试电路和波形有助于工程师进行实际测试和验证。

九、PSPICE 电气模型

文档提供了 RFD14N05SM9A 的 PSPICE 电气模型，包含了详细的元件参数和模型定义。对于需要进行电路仿真的工程师来说，这个模型可以帮助他们更准确地模拟器件的行为。

十、机械封装尺寸

该 MOSFET 采用 DPAK3 封装，尺寸为 6.10x6.54x2.29，引脚间距为 4.57P。文档中给出了详细的封装尺寸和标注说明，方便工程师进行 PCB 设计。

十一、总结

RFD14N05SM9A N 沟道功率 MOSFET 凭借其先进的工艺、出色的性能和丰富的特性，为电子工程师在开关稳压器、开关转换器、电机驱动器等应用中提供了一个可靠的选择。在使用时，工程师需要仔细考虑其绝对最大额定值、电气规格等参数，并结合典型性能曲线和测试电路进行设计和验证。你在使用类似 MOSFET 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。