深入剖析 onsemi NTR5105P：P 沟道 MOSFET 的卓越之选

在电子设计领域，功率 MOSFET 扮演着至关重要的角色。今天我们要深入探讨的是 onsemi 公司推出的 NTR5105P，一款采用 SOT - 23 封装的 P 沟道功率 MOSFET，它在小信号负载开关和模拟开关等应用中表现出色。

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一、器件特性

先进技术与环保设计

NTR5105P 采用了沟槽技术，这种技术能够有效降低导通电阻，提高器件的性能。同时，该器件符合环保标准，是无铅、无卤素且符合 RoHS 规范的产品，满足现代电子设计对环保的要求。

广泛的应用场景

它适用于小信号负载开关和模拟开关等应用。在小信号负载开关应用中，NTR5105P 能够快速、可靠地控制负载的通断；在模拟开关应用中，它可以实现信号的切换，保证信号的稳定传输。

二、最大额定值

电压与电流限制

• 漏源电压（$V_{DSS}$）：最大值为 - 60V，这意味着该器件能够承受较高的反向电压，适用于一些需要高电压的应用场景。
• 栅源电压（$V_{GS}$）：最大值为 + 20V，在设计电路时，需要确保栅源电压不超过这个值，以避免器件损坏。
• 连续漏极电流（$I_D$）：在不同的环境温度下，连续漏极电流有所不同。在 $T_A = 25^{circ}C$ 的稳态条件下，$I_D$ 为 - 196mA；当 $T_A = 85^{circ}C$ 时，$I_D$ 为 - 141mA。在短时间（$tleq5s$）内，$T_A = 25^{circ}C$ 时，$I_D$ 可达 - 211mA；$T_A = 85^{circ}C$ 时，$I_D$ 为 - 152mA。

功率与温度限制

• 功率耗散（$P_D$）：在 $T_A = 25^{circ}C$ 的稳态条件下，$P_D$ 为 347mW；在短时间（$tleq5s$）内，$P_D$ 为 403mW。
• 工作结温和存储温度（$TJ$、$T{stg}$）：范围为 - 55 至 150°C，这表明该器件能够在较宽的温度范围内正常工作。

其他额定值

• 脉冲漏极电流（$I_{DM}$）：当脉冲宽度 $tp = 10mu s$ 时，$I{DM}$ 为 - 784mA。
• 源极电流（体二极管）（$I_S$）：最大值为 - 347mA。
• 焊接用引线温度（$T_L$）：在距离管壳 1/8 英寸处焊接 10s 时，$T_L$ 为 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。

三、热阻额定值

稳态热阻

在稳态条件下，结到环境的热阻（$R_{theta JA}$）为 360°C/W。这意味着在长时间工作时，器件产生的热量能够通过一定的方式散发到周围环境中。

短时间热阻

在短时间（$tleq5s$）内，结到环境的热阻（$R_{theta JA}$）为 310°C/W。这表明在短时间内，器件的散热能力相对较强。

热阻的大小直接影响器件的散热性能，在设计散热方案时，需要根据热阻额定值来选择合适的散热方式。

四、电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（$V_{(BR)DSS}$）：当 $V_{GS} = 0V$，$ID = - 250mu A$ 时，$V{(BR)DSS}$ 为 - 60V。这是器件能够承受的最大反向电压，超过这个电压，器件可能会发生击穿。
• 漏源击穿电压温度系数（$V_{(BR)DSS}/T_J$）：参考 25°C，$I_D = - 250mu A$ 时，温度系数为 6.5mV/°C。这意味着随着温度的升高，漏源击穿电压会发生一定的变化。
• 零栅压漏极电流（$I_{DSS}$）：在 $V_{GS} = 0V$，$TJ = 25^{circ}C$，$V{DS} = - 60V$ 时，$I_{DSS}$ 为 - 1.0μA；当 $TJ = 125^{circ}C$ 时，$I{DSS}$ 为 - 10μA。零栅压漏极电流反映了器件在关断状态下的漏电流大小。
• 栅源泄漏电流（$I_{GSS}$）：当 $V{DS} = 0V$，$V{GS} = ±20V$ 时，$I_{GSS}$ 为 ±100nA。

导通特性

• 栅阈值电压（$V_{GS(TH)}$）：当 $V{GS} = V{DS}$，$ID = - 250mu A$ 时，$V{GS(TH)}$ 的范围为 - 1.0 至 - 3.0V。栅阈值电压是器件开始导通的临界电压。
• 负阈值温度系数（$V_{GS(TH)}/T_J$）：为 4.2mV/°C，这表明随着温度的升高，栅阈值电压会发生变化。
• 漏源导通电阻（$R_{DS(on)}$）：当 $V_{GS} = - 10V$，$ID = - 100mA$ 时，$R{DS(on)}$ 的典型值为 1.6Ω，最大值为 5.0Ω；当 $V_{GS} = - 4.5V$，$ID = - 100mA$ 时，$R{DS(on)}$ 的典型值为 2.2Ω，最大值为 6.0Ω。导通电阻的大小直接影响器件的功率损耗。
• 正向跨导（$g_{fs}$）：当 $V_{DS} = - 5.0V$，$ID = - 100mA$ 时，$g{fs}$ 的典型值为 227mS。正向跨导反映了器件对输入信号的放大能力。

电荷、电容与栅电阻特性

• 输入电容（$C_{iss}$）：当 $V{GS} = 0V$，$f = 1.0MHz$，$V{DS} = - 25V$ 时，$C_{iss}$ 的典型值为 30.3pF。
• 输出电容（$C_{oss}$）：为 4.7pF。
• 反向传输电容（$C_{rss}$）：为 3.2pF。
• 总栅电荷（$Q_{G(TOT)}$）：当 $V{GS} = - 5V$，$V{DS} = - 25V$，$ID = - 100mA$ 时，$Q{G(TOT)}$ 为 1.0nC。
• 阈值栅电荷（$Q_{G(TH)}$）：为 0.2nC。
• 栅源电荷（$Q_{GS}$）：为 0.4nC。
• 栅漏电荷（$Q_{GD}$）：为 0.3nC。

开关特性

• 导通延迟时间（$t_{d(on)}$）：典型值为 5.8ns。
• 上升时间（$t_r$）：当 $V{GS} = - 5V$，$V{DD} = - 48V$ 时，$t_r$ 为 4.0ns。
• 关断延迟时间（$t_{d(off)}$）：当 $I_D = - 100mA$，$RG = 1Omega$ 时，$t{d(off)}$ 为 8.8ns。
• 下降时间（$t_f$）：为 12.8ns。开关特性决定了器件的开关速度，对于一些高速开关应用非常重要。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压（$V_{SD}$）：当 $V_{GS} = 0V$，$T_J = 25^{circ}C$，$IS = - 100mA$ 时，$V{SD}$ 的范围为 0.78 至 1.0V；当 $TJ = 125^{circ}C$ 时，$V{SD}$ 为 0.59V。

五、封装与订购信息

封装形式

NTR5105P 采用 SOT - 23 封装，这种封装体积小，适合在空间有限的电路板上使用。

订购信息

器件型号为 NTR5105PT1G，采用无铅 SOT - 23 封装，每卷 3000 个，以卷带形式发货。

六、总结

NTR5105P 是一款性能出色的 P 沟道功率 MOSFET，具有先进的沟槽技术、环保设计、广泛的应用场景和良好的电气特性。在电子设计中，我们可以根据其最大额定值、热阻额定值和电气特性等参数，合理选择和使用该器件，以满足不同的设计需求。你在使用类似 MOSFET 器件时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。