玩转N沟道逻辑电平增强型场效应晶体管BSS138

在电子设计领域，场效应晶体管的选择和应用至关重要。今天，我们就来深入探讨 onsemi 公司的 N 沟道逻辑电平增强型场效应晶体管 BSS138，看看它有哪些独特之处，又能在哪些应用场景中发挥作用。

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一、BSS138 概述

BSS138 采用 onsemi 专有的高单元密度 DMOS 技术制造。这种技术使得该晶体管在设计上能够有效降低导通电阻，同时具备坚固、可靠和快速开关的性能。它特别适用于低电压、低电流的应用场景，像小型伺服电机控制、功率 MOSFET 栅极驱动器以及其他开关应用。

二、产品特性

2.1 电气参数

• 电流与电压：它的连续漏极电流为 0.22A，最大漏源电压可达 50V。在不同栅源电压下，导通电阻表现不同，当 (V{GS}=10V) 时，(R{DS(on)} = 3.5Omega)；当 (V{GS}=4.5V) 时，(R{DS(on)} = 6.0Omega)。
• 温度特性：其击穿电压温度系数为 -72mV/°C（(I_D = 250μA)，参考 25°C），栅极阈值电压温度系数为 -2mV/°C（(I_D = 1mA)，参考 25°C）。这意味着在不同温度环境下，晶体管的性能会有一定变化，在设计电路时需要考虑温度对其的影响。

2.2 封装与静电特性

• 封装形式：采用紧凑的行业标准 SOT - 23 表面贴装封装，这种封装体积小，适合在空间有限的电路板上使用。
• 静电特性：HBM 类为 0A，MM 类为 M2，表明它具有一定的静电防护能力，但在实际使用中，还是要注意静电防护措施，避免因静电造成器件损坏。

2.3 环保特性

BSS138 是无铅和无卤的，符合环保要求，这对于一些对环保有严格要求的应用场景非常重要。

三、绝对最大额定值与热特性

3.1 绝对最大额定值

在 (TA = 25°C) 条件下，漏源电压 (V{DSS}) 最大为 50V，栅源电压 (V_{GSS}) 为 ±20V。连续漏极电流 (I_D) 为 0.22A，脉冲漏极电流可达 0.88A。最大功耗 (P_D) 为 0.36W，温度超过 25°C 时，需以 2.8mW/°C 的速率降额使用。工作和存储结温范围为 -55 至 +150°C，焊接时引脚温度（距离管壳 1/16” 处，持续 10s）最大为 300°C。需要注意的是，超过这些额定值可能会损坏器件，影响其可靠性。

3.2 热特性

热阻 (R{JA})（结到环境）为 350°C/W。这里的 (R{BJA}) 是结到管壳和管壳到环境热阻之和，其中管壳热参考定义为漏极引脚的焊接安装表面。(R{JA}) 由设计保证，而 (R{BJA}) 则取决于用户的电路板设计。

四、电气特性

4.1 关断特性

• 漏源击穿电压：当 (V_{GS}=0V)，(ID = 250μA) 时，漏源击穿电压 (B{VDS}) 为 50V。
• 零栅压漏极电流：在 (V{DS}=50V)，(V{GS}=0V) 时，(I{DSS}) 为 0.5μA；当 (V{DS}=50V)，(V_{GS}=0V)，(TJ = 125°C) 时，(I{DSS}) 最大为 5μA；当 (V{DS}=30V)，(V{GS}=0V) 时，(I_{DSS}) 最大为 100nA。
• 栅体泄漏电流：当 (V{GS}= ±20V)，(V{DS}=0V) 时，(I_{GSS}) 最大为 ±100nA。

4.2 导通特性

• 栅极阈值电压：当 (V{DS}=V{GS})，(ID = 1mA) 时，栅极阈值电压 (V{GS(th)}) 范围为 0.8 - 1.5V，典型值为 1.3V。
• 静态漏源导通电阻：不同栅源电压和漏极电流下，导通电阻不同。如 (V_{GS}=10V)，(ID = 0.22A) 时，(R{DS(on)}) 典型值为 0.7Ω，最大值为 3.5Ω；(V_{GS}=4.5V)，(ID = 0.22A) 时，(R{DS(on)}) 典型值为 1.0Ω，最大值为 6.0Ω；当 (V_{GS}=10V)，(I_D = 0.22A)，(TJ = 125°C) 时，(R{DS(on)}) 典型值为 1.1Ω，最大值为 5.8Ω。
• 导通状态漏极电流：当 (V{GS}=10V)，(V{DS}=5V) 时，导通状态漏极电流 (I_{D(on)}) 为 0.2A。
• 正向跨导：当 (V_{DS}=10V)，(ID = 0.22A) 时，正向跨导 (g{FS}) 为 0.12 - 0.5S。

4.3 动态特性

• 输入电容：当 (V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz) 时，输入电容 (C_{iss}) 为 27pF。
• 输出电容：输出电容 (C_{oss}) 为 13pF。
• 反向传输电容：反向传输电容 (C_{rss}) 为 6pF。
• 栅极电阻：当 (V_{GS}=15mV)，(f = 1.0MHz) 时，栅极电阻 (R_G) 为 9Ω。

4.4 漏源二极管特性

最大连续漏源二极管正向电流 (IS) 为 0.22A。当 (V{GS}=0V)，(IS = 0.44A) 时，漏源二极管正向电压 (V{SD}) 范围为 0.8 - 1.4V。

五、典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，如导通区域特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、导通电阻随温度的变化、导通电阻随栅源电压的变化、传输特性、体二极管正向电压随源极电流和温度的变化、栅极电荷特性、电容特性、最大安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及瞬态热响应曲线等。这些曲线能帮助工程师更直观地了解 BSS138 在不同条件下的性能表现，在实际设计中合理选择工作点。

六、机械尺寸与封装

6.1 封装尺寸

BSS138 采用 SOT - 23（TO - 236）封装，其具体尺寸如下：	DIM	MIN	NOM	MAX
A	0.89	1.00	1.11
A1	0.01	0.06	0.10
b	0.37	0.44	0.50
C	0.08	0.14	0.20
D	2.80	2.90	3.04
E	1.20	1.30	1.40
e	1.78	1.90	2.04
L	0.30	0.43	0.55
L1	0.35	0.54	0.69
HE	2.10	2.40	2.64
T	0°		10°

6.2 引脚定义

不同的封装样式有不同的引脚定义，例如 STYLE 10 中，引脚 1 为栅极，引脚 2 为漏极，引脚 3 为源极。在实际使用时，要根据具体的封装样式正确连接引脚。

七、总结

BSS138 作为一款 N 沟道逻辑电平增强型场效应晶体管，凭借其低导通电阻、坚固可靠、快速开关以及环保等特性，在低电压、低电流应用中具有很大的优势。电子工程师在设计相关电路时，可以根据其电气特性、热特性以及封装尺寸等参数，合理选择和使用该晶体管，以实现电路的最佳性能。同时，要注意其绝对最大额定值，避免因超过额定值而损坏器件。大家在使用 BSS138 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。