onsemi碳化硅MOSFET NVH4L045N065SC1深度解析

在电子工程领域，功率半导体器件的性能对整个系统的效率和稳定性起着关键作用。今天，我们就来深入探讨一下安森美（onsemi）推出的一款碳化硅（SiC）MOSFET——NVH4L045N065SC1。

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产品概述

NVH4L045N065SC1是一款N沟道MOSFET，采用TO - 247 - 4L封装。它具有650V的漏源击穿电压（V(BR)DSS），在VGS = 18V时，典型导通电阻（RDS(on)）为33mΩ；在VGS = 15V时，典型导通电阻为45mΩ。这种低导通电阻的特性使得该器件在导通状态下的功率损耗较低，能够有效提高系统效率。

产品特性亮点

低导通电阻

从数据手册可知，该器件在不同栅源电压下呈现出较低的导通电阻特性。在VGS = 18V时，典型RDS(on)为33mΩ；VGS = 15V时，典型RDS(on)为45mΩ。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更小，这对于提高系统效率至关重要。在实际应用中，较低的功率损耗可以减少散热需求，降低系统成本，同时也有助于提高系统的可靠性。大家可以思考一下，在哪些具体的应用场景中，低导通电阻的优势能够得到最大程度的发挥呢？

超低栅极电荷

该MOSFET的总栅极电荷（QG(tot)）仅为105nC。超低的栅极电荷使得器件在开关过程中所需的驱动能量较少，从而能够实现高速开关。高速开关特性可以减少开关损耗，提高系统的工作频率，进而减小系统中无源元件的尺寸，降低系统成本。

低电容高速开关

其输出电容（Coss）为162pF，这种低电容特性使得器件在开关过程中能够快速充放电，进一步提高了开关速度。同时，该器件经过100%雪崩测试，符合AEC - Q101标准，并且具备PPAP能力，这意味着它在汽车等对可靠性要求极高的应用领域具有良好的适用性。

环保特性

该器件是无卤的，并且符合RoHS标准（豁免7a），采用无铅二级互连（2LI），体现了环保理念，符合现代电子设备对环保的要求。

典型应用场景

汽车车载充电器

在汽车车载充电器中，NVH4L045N065SC1的低导通电阻和高速开关特性可以有效提高充电效率，减少充电时间。同时，其高可靠性和符合汽车级标准的特性，能够确保在汽车复杂的工作环境下稳定工作。

电动汽车/混合动力汽车的DC - DC转换器

在DC - DC转换器中，该器件的低损耗和高速开关性能有助于提高转换效率，减少能量损耗，从而延长电动汽车的续航里程。

关键参数解读

最大额定值

参数	数值	单位
漏源电压（VDS）	650	V
栅源电压（VGS）	-8/+22	V
连续漏极电流（ID）（稳态，$T_{C}=100^{circ} C$）	-	A
脉冲漏极电流（IDM）	197	A
工作结温和存储温度（TJ, Tstg）	-55 至 +175	$^{circ} C$

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其可靠性。在设计电路时，一定要确保器件工作在安全的参数范围内。

热阻参数

参数	符号	最大值	单位
结到壳热阻（稳态）	ReUC	0.8	-
结到环境热阻（稳态）	RUA	40	-

热阻参数对于评估器件的散热性能非常重要。在实际应用中，需要根据热阻参数合理设计散热系统，以确保器件在正常工作温度范围内运行。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（V(BR)DSS）：在VGS = 0V，ID = 1mA时，为650V。
• 零栅压漏极电流（IDSS）：在TJ = 25°C，VGS = 0V，VDS = 650V时，典型值为10μA；在TJ = 175°C时，最大值为1mA。
• 栅源泄漏电流（IGSS）：在VGS = +18/ - 5V，VDS = 0V时，最大值为250nA。

导通特性

• 栅极阈值电压（VGS(TH)）：在VGS = VDS，ID = 8mA时，最小值为1.8V，典型值为2.8V，最大值为4.3V。
• 推荐栅极电压（VGOP）：范围为 - 5V至 +18V。
• 漏源导通电阻（RDS(on)）：在不同的VGS和ID条件下有不同的值，如在$V{GS}=15 V$，$I{D}=25 A$，$T{J}=25^{circ} C$时，典型值为45mΩ；在$V{GS}=18 V$，$I{D}=25 A$，$T{J}=25^{circ} C$时，典型值为33mΩ；在$V{GS}=18 V$，$I{D}=25 A$，$T_{J}=175^{circ} C$时，典型值为41mΩ。
• 正向跨导（gFS）：在$V{DS}=10 V$，$I{D}=25 A$时，典型值为16S。

电荷、电容和栅极电阻

• 输出电容（Coss）：在$V{GS}=0 V$，$f = 1 MHz$，$V{DS}=325 V$时，典型值为162pF。
• 反向传输电容（CRSS）：典型值为14pF。
• 总栅极电荷（Qg(TOT)）：在$V{GS}=-5 / 18 V$，$V{DS}=520 V$，$I_{D}=25 A$时，为105nC。
• 栅源电荷（QGS）：为27nC。
• 栅漏电荷（QGD）：为30nC。
• 栅极电阻（RG）：在$f = 1 MHz$时，典型值为3.1Ω。

开关特性

在VGS = 10V，$V{GS}=-5/18 V$，$V{DS}=400 V$，$I_{D}=25 A$，$RG = 2.2$Ω的电感负载条件下：

• 开通延迟时间（td(ON)）为13ns。
• 上升时间（tr）为14ns。
• 关断延迟时间（td(OFF)）为26ns。
• 下降时间（tf）为7ns。
• 开通开关损耗（EON）为47μJ。
• 关断开关损耗（EOFF）为33μJ。
• 总开关损耗（Etot）为80μJ。

漏源二极管特性

• 连续漏源二极管正向电流（ISD）：在$V{GS}=-5 V$，$T{J}=25^{circ} C$时，最大值为45A。
• 脉冲漏源二极管正向电流（ISDM）：最大值为197A。
• 正向二极管电压（VSD）：在$V{GS}=-5 V$，$I{SD}=25 A$，$T_{J}=25^{circ} C$时，典型值为4.4V。

封装尺寸

该器件采用TO - 247 - 4L封装，具体尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.80	5.00	5.20
A1	2.10	2.40	2.70
A2	1.80	2.00	2.20
b	1.07	1.20	1.33
b1	1.20	1.40	1.60
b2	2.02	2.22	2.42
C	0.50	0.60	0.70
D	22.34	22.54	22.74
D1	16.00	16.25	16.50
D2	0.97	1.17	1.37
e	2.54 BSC	-	-
e1	5.08 BSC	-	-
E	15.40	15.60	15.80
E1	12.80	13.00	13.20
E/2	4.80	5.00	5.20
L	18.22	18.42	18.62
L1	2.42	2.62	2.82
P	3.40	3.60	3.80
p1	6.60	6.80	7.00
Q	5.97	6.17	6.37
S	5.97	6.17	6.37

在进行PCB设计时，需要根据这些尺寸合理布局器件，确保良好的电气连接和散热性能。

总结

onsemi的NVH4L045N065SC1碳化硅MOSFET以其低导通电阻、超低栅极电荷、低电容高速开关等特性，在汽车车载充电器和电动汽车DC - DC转换器等应用中具有显著优势。电子工程师在设计相关电路时，可以根据其关键参数和特性，合理选择和使用该器件，以实现系统的高效、稳定运行。同时，在实际应用中，还需要注意器件的最大额定值和热阻等参数，确保器件工作在安全可靠的状态。大家在使用这款器件的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。