深入解析 onsemi NVTFS5C680NL 功率 MOSFET

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，它在各种电源管理、电机驱动等应用中发挥着关键作用。今天，我们就来深入解析 onsemi 公司的 NVTFS5C680NL 单通道 N 沟道功率 MOSFET。

文件下载：NVTFS5C680NL-D.PDF

一、产品特性亮点

1. 紧凑设计

NVTFS5C680NL 采用了 3.3 x 3.3 mm 的小尺寸封装，这种紧凑的设计非常适合对空间要求较高的应用场景，能够帮助工程师在有限的电路板空间内实现更多的功能。

2. 低导通损耗

该 MOSFET 具有低 $R_{DS(on)}$ 特性，这意味着在导通状态下，它的电阻较小，能够有效减少传导损耗，提高系统的效率。对于需要长时间工作的设备来说，这一点尤为重要，可以降低功耗，延长电池续航时间。

3. 低电容特性

低电容能够减少驱动损耗，使得 MOSFET 在开关过程中更加高效。这不仅可以提高系统的响应速度，还能降低驱动电路的设计难度和成本。

4. 汽车级认证

产品通过了 AEC - Q101 认证，并且具备 PPAP 能力，这表明它符合汽车电子的严格标准，可用于汽车电子系统中，为汽车的安全和可靠性提供保障。

5. 环保合规

NVTFS5C680NL 是无铅产品，并且符合 RoHS 标准，符合环保要求，有助于企业满足相关法规和市场需求。

二、关键参数解读

1. 最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	60	V
栅源电压	$V_{GS}$	-	-
连续漏极电流（$R_{θJC}$）	$I_{D}$	20	A
稳态功率耗散（$T_{A}=25^{circ}C$）	$P_{D}$	3.0	W
脉冲漏极电流	$I_{DM}$	-	-
工作结温和存储温度范围	-	-175 至 +175	$^{circ}C$
源极电流（体二极管）	$I_{S}$	17	A
能量（$I_{L(pk)} = 1 A$）	$E_{AS}$	-	mJ
焊接引脚温度	$T_{L}$	260	$^{circ}C$

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。

2. 热阻参数

参数	符号	值	单位
结到壳稳态热阻（注 3）	$R_{θJC}$	7.32	$^{circ}C$/W
结到环境稳态热阻（注 3）	$R_{θJA}$	49	$^{circ}C$/W

这里要强调的是，热阻会受到整个应用环境的影响，并非固定值，仅在特定条件下有效。

3. 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，最小值为 60 V。
• 零栅压漏极电流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$T{J} = 25^{circ}C$，$V{DS} = 60 V$ 时为 10 μA；在 $T_{J} = 125^{circ}C$ 时为 100 μA。
• 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：$V_{GS(TH)}$ 典型值为 2.2 V。
• 漏源导通电阻：在 $V{GS} = 10 V$，$I{D} = 10 A$ 时，最大值为 26.5 mΩ；在 $V{GS} = 4.5 V$，$I{D} = 10 A$ 时，最大值为 42.5 mΩ。
• 正向跨导：在 $V{DS} = 15 V$，$I{D} = 10 A$ 时，最小值为 20 S。

电荷和电容特性

• 输入电容：$C{iss}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$f = 1.0 MHz$ 时为 327 pF。
• 输出电容：$C{oss}$ 在 $V{DS} = 25 V$ 时为 161 pF。
• 反向传输电容：$C_{rss}$ 为 6.0 pF。
• 总栅极电荷：在 $V{GS} = 4.5 V$，$V{DS} = 48 V$，$I{D} = 10 A$ 时为 2.9 nC；在 $V{GS} = 10 V$，$V{DS} = 48 V$，$I{D} = 10 A$ 时为 6.0 nC。

开关特性

• 导通延迟时间：$t_{d(on)}$ 为 6.5 ns。
• 上升时间：$t_{r}$ 为 25 ns。
• 关断延迟时间：$t_{d(off)}$ 为 13 ns。
• 下降时间：$t_{f}$ 为 23 ns。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压：在 $I{S} = 10 A$，$T{J} = 25^{circ}C$ 时为 0.8 V。
• 反向恢复时间：在 $I_{S} = 10 A$ 时为 17 ns。
• 反向恢复电荷：$Q_{RR}$ 为 7.0 nC。

三、典型特性曲线

文档中给出了一系列典型特性曲线，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻与栅源电压关系、导通电阻与漏极电流和栅极电压关系、导通电阻随温度变化、漏源泄漏电流与电压关系、电容变化、栅源与总电荷关系、电阻性开关时间随栅极电阻变化、二极管正向电压与电流关系、最大额定正向偏置安全工作区、雪崩时 $I_{PEAK}$ 与时间关系以及热特性等。这些曲线能够帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能，从而进行更优化的设计。

四、订购信息

NVTFS5C680NL 有不同的标记和封装形式，如 NVTFS5C680NLTAG 采用 WDFN8 封装，NVTFS5C680NLWFTAG、NVTFS5C680NLWFETAG 采用 WDFNW8 封装，均为无铅封装，每盘 1500 个。具体的订购、标记和运输信息可在数据手册第 5 页的封装尺寸部分查看。

五、机械尺寸和焊接信息

文档提供了 WDFN8 和 WDFNW8 两种封装的机械尺寸图和详细尺寸参数，包括长度、宽度、高度等，同时还给出了通用标记图和推荐的焊接脚印。对于焊接细节，可下载 onsemi 焊接和安装技术参考手册（SOLDERRM/D）获取更多信息。

六、总结与思考

NVTFS5C680NL 功率 MOSFET 凭借其紧凑的设计、低导通损耗、低电容特性以及汽车级认证等优势，在众多应用领域具有很大的吸引力。作为电子工程师，在设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，仔细考虑器件的各项参数和特性，确保其能够满足系统的性能要求。同时，也要关注热管理、驱动电路设计等方面，以充分发挥器件的性能。大家在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。