电子说
在电子设计领域,功率 MOSFET 作为关键元件,广泛应用于各类电路中。今天我们要深入探讨的是意法半导体(ST)推出的 STB35NF10 和 STP35NF10 N 沟道功率 MOSFET,它们具有诸多出色特性,适用于多种应用场景。
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STB35NF10 和 STP35NF10 采用了意法半导体独特的 STripFET 工艺,旨在最大程度降低输入电容和栅极电荷。这两款 MOSFET 的漏源电压(VDS)均为 100V,导通电阻(RDS(on))小于 0.035Ω,连续漏极电流(ID)可达 40A。它们具备卓越的 dv/dt 能力,并且经过 100%雪崩测试,具有面向应用的特性。
STB35NF10 采用 D2PAK 封装,STP35NF10 采用 TO - 220 封装。这种设计使得它们适合作为高级高效隔离式 DC - DC 转换器的主开关,广泛应用于电信和计算机领域,同时也适用于对栅极电荷驱动要求较低的其他应用。
| 符号 | 参数 | 值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| VDS | 漏源电压(VGS = 0) | 100 | V |
| VDGR | 漏栅电压(RGS = 20 kΩ) | 100 | V |
| VGS | 栅源电压 | ±20 | V |
| ID(TC = 25°C) | 连续漏极电流(25°C) | 40 | A |
| ID(TC = 100°C) | 连续漏极电流(100°C) | 28 | A |
| IDM | 脉冲漏极电流 | 160 | A |
| Ptot | 总功耗(TC = 25°C) | 115 | W |
| 降额因子 | 0.77 | W/°C | |
| dv/dt | 峰值二极管恢复电压斜率 | 13 | V/ns |
| EAS | 单脉冲雪崩能量 | 300 | mJ |
| Tstg | 存储温度 | -55 至 175 | °C |
| Tj | 最大工作结温 | °C |
从这些额定值中我们可以看出,这两款 MOSFET 在不同温度和电流条件下都有明确的性能限制。例如,随着温度升高,连续漏极电流会下降,这就要求我们在设计电路时要充分考虑散热问题,以确保 MOSFET 工作在安全范围内。
| 符号 | 参数 | 值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| Rthj - case | 结 - 壳热阻最大值 | 1.30 | °C/W |
| Rthj - amb | 结 - 环境热阻最大值 | 62.5 | °C/W |
| TJ | 焊接用最大引脚温度 | 300 | °C |
热阻数据对于散热设计至关重要。结 - 壳热阻较小,说明热量从芯片传递到外壳的效率较高,但结 - 环境热阻较大,就需要我们采取有效的散热措施,如添加散热片等,来降低芯片温度。
| 符号 | 参数 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V(BR)DSS | 漏源击穿电压 | ID = 250µA,VGS = 0 | 100 | V | ||
| IDSS | 零栅压漏极电流(VGS = 0) | VDS = 最大额定值,TC = 125°C | 10 | µA | ||
| IGSS | 栅 - 体泄漏电流(VDS = 0) | VGS = ±20V | ±100 | nA | ||
| VGS(th) | 栅极阈值电压 | VDS = VGS,ID = 250µA | 2 | 3 | 4 | V |
| RDS(on) | 静态漏源导通电阻 | VGS = 10V,ID = 17.5A | 0.030 | 0.035 | Ω |
这些特性决定了 MOSFET 在导通和截止状态下的性能。例如,较低的导通电阻可以减少功率损耗,提高电路效率;而栅极阈值电压则是控制 MOSFET 导通的关键参数,设计时需要根据实际需求进行合理选择。
| 符号 | 参数 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| gfs | 正向跨导 | VDS = 15V,ID = 17.5A | 20 | S | ||
| Ciss、Coss、Crss | 输入电容、输出电容、反向传输电容 | VDS = 25V,f = 1MHz,VGS = 0 | 1550、220、95 | pF | ||
| td(on)、tr、td(off)、tf | 导通延迟时间、上升时间、关断延迟时间、下降时间 | VDD = 50V,ID = 17.5A,RG = 4.7Ω,VGS = 10V | 17、60、60、15 | ns | ||
| Qg、Qgs、Qgd | 总栅极电荷、栅源电荷、栅漏电荷 | VDD = 80V,ID = 35A,VGS = 10V | 55、12、20 | nC |
动态特性对于 MOSFET 在开关应用中的性能至关重要。例如,较短的开关时间可以减少开关损耗,提高电路的开关频率;而较低的栅极电荷可以降低驱动功率,提高驱动效率。
| 符号 | 参数 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ISD | 源漏电流 | 40 | A | |||
| ISDM | 脉冲源漏电流 | 160 | A | |||
| VSD | 正向导通电压 | ISD = 35A,VGS = 0 | 1.5 | V | ||
| trr | 反向恢复时间 | ISD = 35A,di/dt = 100A/µs,VDD = 25V,Tj = 150°C | 160 | ns | ||
| Qrr | 反向恢复电荷 | 720 | nC | |||
| IRRM | 反向恢复电流 | 9 | A |
源漏二极管的特性在某些应用中起着重要作用,如在开关电源中,反向恢复时间和电荷会影响电路的效率和稳定性。
文档中给出了多种测试电路,包括开关时间测试电路、栅极电荷测试电路、电感负载开关和二极管恢复时间测试电路以及无钳位电感负载测试电路等。这些测试电路为我们验证 MOSFET 的性能提供了有效的手段。通过对这些测试电路的分析和使用,我们可以更准确地了解 MOSFET 在不同工作条件下的性能表现,从而优化电路设计。
STB35NF10 和 STP35NF10 分别采用 D2PAK 和 TO - 220 封装,文档详细给出了这两种封装的机械尺寸数据,包括长度、宽度、高度等参数。了解这些尺寸数据对于 PCB 设计非常重要,我们需要根据封装尺寸合理布局 PCB,确保 MOSFET 能够正确安装和使用。
对于 D2PAK 封装,还给出了其封装尺寸和卷带包装的机械数据,包括卷带的尺寸、间距等参数。这些数据对于生产和物流环节有着重要意义,确保了产品在运输和存储过程中的安全性和稳定性。
在实际应用中,我们需要根据具体的电路需求来选择合适的 MOSFET。例如,如果对开关速度要求较高,可以关注其动态特性;如果对功率损耗要求较低,则需要关注导通电阻等参数。同时,要注意散热设计,确保 MOSFET 在安全的温度范围内工作。
此外,在使用 MOSFET 时,还需要注意其驱动电路的设计。合适的驱动电路可以确保 MOSFET 能够快速、稳定地导通和关断,提高电路的性能和可靠性。
STB35NF10 和 STP35NF10 N 沟道功率 MOSFET 以其出色的性能和广泛的适用性,为电子工程师在设计电路时提供了可靠的选择。通过深入了解它们的电气额定值、电气特性、测试电路和封装机械数据等方面的信息,我们可以更好地发挥它们的优势,设计出高效、稳定的电路。在实际应用中,我们还需要不断总结经验,根据具体情况进行优化和改进,以满足不同的设计需求。
各位电子工程师们,你们在使用类似的 MOSFET 时遇到过哪些问题呢?又是如何解决的呢?欢迎在评论区分享你们的经验和见解。
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