探索 onsemi NTGS4141N 和 NVGS4141N MOSFET：特性与应用解析

在电子设计领域，MOSFET 是不可或缺的关键元件，其性能直接影响着整个电路的表现。今天，我们就来深入探讨 onsemi 推出的 NTGS4141N 和 NVGS4141N 这两款 N 沟道单功率 MOSFET，看看它们有哪些独特之处。

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MOSFET 的基本信息

特性

这两款 MOSFET 采用 TSOP - 6 封装，具有低导通电阻（$R_{DS(on)}$）和低栅极电荷的显著优点。其中 NV 前缀的产品适用于汽车和其他有独特场地和控制变更要求的应用，且通过了 AEC - Q101 认证并具备生产件批准程序（PPAP）能力，同时还有无铅封装可供选择。

参数

参数	数值
漏源击穿电压（$V_{(BR)DSS}$）	30 V
导通电阻（$R_{DS(on)}$）典型值	21.5 mΩ（@ 10 V）；30 mΩ（@ 4.5 V）
最大漏极电流（$I_{D MAX}$）	7.0 A

关键指标详解

最大额定值

最大额定值是使用 MOSFET 时必须严格遵守的参数范围，以避免器件损坏和影响可靠性。在$T_{J}=25^{circ} C$的条件下，以下是一些重要的最大额定值参数：

• 漏源电压（$V_{DSS}$）：30 V
• 栅源电压（$V_{GS}$）：±20 V
• 连续漏极电流（稳态，$T_{A}=25^{circ} C$）：5.0 A（注 1）；3.5 A（注 2）
• 功率耗散（稳态，$T_{A}=25^{circ} C$）：1.0 W（注 1）；0.5 W（注 2）
• 脉冲漏极电流：$t{p}=10 mu s, V{GS}=10 ~V$时为 45 A；$t{p}=30 mu s, V{GS}=5 ~V$时为 30 A
• 工作结温和存储温度范围（$T{J}, T{STG}$）： - 55 到 150 °C

热阻额定值

热阻是衡量 MOSFET 散热能力的重要指标，它与器件的功率耗散密切相关。不同条件下的热阻额定值如下：

• 结到环境热阻（稳态，注 1）：$R_{theta JA}$为 125 °C/W
• 结到环境热阻（$t leq 10 s$，注 1）：$R_{theta JA}$为 62.5 °C/W
• 结到环境热阻（稳态，注 2）：$R_{theta JA}$为 248 °C/W

需要注意的是，注 1 对应的是采用 1 英寸方形焊盘尺寸（铜面积 = 1.127 平方英寸[1 oz]，包括走线）表面贴装在 FR4 板上的情况；注 2 则是使用最小推荐焊盘尺寸（铜面积 = 0.0773 平方英寸）的情况。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（$V{(BR)DSS}$）：在$V{GS}= 0 V$，$I_{D}= 250 mu A$时为 30 V
• 零栅压漏极电流（$I{DSS}$）：$T{J}= 25^{circ}C$，$V{GS}= 0 V$，$V{DS}= 24 V$时为 1.0 μA；$T_{J}= 125^{circ}C$时为 10 μA
• 栅源泄漏电流（$I{GSS}$）：$V{DS}= 0 V$，$V_{GS}= ±20 V$时为 ±100 nA

导通特性

• 栅极阈值电压（$V{GS(TH)}$）：$V{GS}=V{DS}$，$I{D}= 250 mu A$时，最小值为 1.0 V，最大值为 3.0 V
• 漏源导通电阻（$R{DS(on)}$）：$V{GS}= 10 ~V$，$I{D}= 7.0 ~A$时典型值为 21.5 mΩ，最大值为 25 mΩ；$V{GS}= 4.5 V$，$I_{D}= 6.0 A$时典型值为 30 mΩ，最大值为 35 mΩ

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容（$C{ISS}$）：$V{GS}= 0 V$，$f = 1.0 MHz$，$V_{DS}=24V$时为 560 pF
• 总栅极电荷（$Q{G(TOT)}$）：$V{GS}= 10 ~V$，$V{DS}= 15 ~V$，$I{D}=7.0A$时为 12 nC；$V{GS}= 4.5 ~V$，$V{DS}= 15 ~V$，$I_{D}= 7.0 A$时为 6.0 nC

开关特性

开关特性与电路的响应速度相关，这两款 MOSFET 的开关特性与工作结温无关。主要参数如下：

• 开通延迟时间（$t_{d(ON)}$）：6.0 ns
• 上升时间（$t{r}$）：$V{GS}= 10 V$，$V{DS}= 24 V$，$I{D}= 7.0 ~A$，$R_{G}=3.0 Omega$时为 15 ns
• 关断延迟时间（$t_{d(OFF)}$）：18 ns
• 下降时间（$t_{f}$）：4.0 ns

漏源二极管特性

• 正向二极管电压（$V{SD}$）：$T{J}= 25^{circ}C$，$V{GS}=0V$，$I{S}= 2.0 ~A$时为 0.78 V；$T_{J}= 125^{circ}C$时为 0.63 V
• 反向恢复时间（$t{RR}$）：$V{GS}=0V$，$dI{S} / dt = 100 ~A / mu s$，$I{S}= 2.0 ~A$时为 15 ns

典型应用场景

负载开关

凭借其低导通电阻和快速开关特性，这两款 MOSFET 非常适合用作负载开关。在笔记本电脑和台式电脑等设备中，负载开关可以根据需要快速切断或连接负载，以实现电源管理和节能的目的。

电脑电源管理

在 PC 的电源电路中，MOSFET 用于控制不同电压轨的通断，确保各个组件能够获得稳定的电源供应。低导通电阻可以减少功率损耗，提高电源效率。

总结

onsemi 的 NTGS4141N 和 NVGS4141N MOSFET 凭借其出色的性能参数和广泛的应用场景，为电子工程师提供了一个可靠的选择。在实际设计中，我们需要根据具体的电路需求，合理选择和使用这些器件，同时注意其最大额定值和热阻等参数，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用这两款 MOSFET 时有没有遇到过什么有趣的问题呢？欢迎在评论区分享交流。