安森美1200V碳化硅MOSFET NTHL030N120M3S技术剖析

在功率半导体领域，碳化硅（SiC）MOSFET凭借其优越的性能逐渐成为众多应用的首选器件。今天，我们就来深入剖析安森美（onsemi）的一款29毫欧、1200V的碳化硅MOSFET——NTHL030N120M3S。

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产品概述

NTHL030N120M3S是一款N沟道MOSFET，采用TO - 247 - 3L封装。它具有超低的导通电阻（Typ. (R{DS(on)} = 29 mOmega @ V{GS} = 18 V)）、超低的栅极电荷（(Q{G(tot)} = 107 nC)）以及低电容（(C{oss} = 106 pF)），能够实现高速开关。此外，该器件经过100%雪崩测试，并且符合无卤和RoHS标准（豁免7a，二级互连无铅）。

主要参数

最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	1200	V
栅源电压	(V_{GS})	- 10 / +22	V
连续漏极电流（(T_C = 25^{circ}C)）	(I_D)	73	A
连续漏极电流（(T_C = 100^{circ}C)）	(I_D)	52	A
脉冲漏极电流（(T_C = 25^{circ}C)）	(I_{DM})	193	A
工作结温和存储温度范围	(TJ, T{stg})	- 55 to +175	(^{circ}C)
源极电流（体二极管，(TC = 25^{circ}C)，(V{GS} = - 3 V)）	(I_S)	62	A
单脉冲漏源雪崩能量	(E_{AS})	220	mJ
焊接时最大引脚温度（距外壳1/25英寸，10秒）	(T_L)	270	(^{circ}C)

热特性

参数	符号	最大值	单位
结到外壳稳态热阻	(R_{θJC})	0.48	(^{circ}C/W)
结到环境稳态热阻	(R_{θJA})	40	(^{circ}C/W)

推荐工作条件

参数	符号	数值	单位
栅源电压工作值	(V_{GSop})	- 5 … - 3 +18	V

电气特性

关态特性

• 漏源击穿电压（(V_{GS} = 0 V)，(I_D = 1 mA)）：1200 V
• 漏源击穿电压温度系数： - 0.3 V/(^{circ}C)
• 零栅压漏极电流（(V{GS} = 0 V)，(V{DS} = 1200 V)，(T_J = 25^{circ}C)）：100 μA
• 栅源泄漏电流（(V{GS} = +22 / - 10 V)，(V{DS} = 0 V)）：±1 μA

开态特性

• 栅极阈值电压（(V{GS} = V{DS})，(I_D = 15 mA)）：2.04 - 4.4 V
• 漏源导通电阻（(V_{GS} = 18 V)，(I_D = 30 A)，(T_J = 25^{circ}C)）：Typ. 29 mΩ，Max. 39 mΩ
• 正向跨导（(V_{DS} = 10 V)，(I_D = 30 A)）：Typ. 30 S

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容（(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz)，(V{DS} = 800 V)）：2430 pF
• 输出电容：106 pF
• 反向传输电容：9.4 pF
• 总栅极电荷（(V{GS} = - 3 / 18 V)，(V{DS} = 800 V)，(I_D = 30 A)）：107 nC
• 阈值栅极电荷：6 nC
• 栅源电荷：17 nC
• 栅漏电荷：28 nC
• 栅极电阻（(f = 1 MHz)）：2 Ω

开关特性

• 开通延迟时间：17 ns
• 上升时间：39 ns
• 关断延迟时间：46 ns
• 下降时间：14 ns
• 开通开关损耗：未给出具体值
• 关断开关损耗：198 μJ
• 总开关损耗：949 μJ

源 - 漏二极管特性

• 连续源 - 漏二极管正向电流（(V_{GS} = - 3 V)，(T_C = 25^{circ}C)）：Max. 62 A
• 脉冲源 - 漏二极管正向电流：193 A
• 正向二极管电压（(V{GS} = - 3 V)，(I{SD} = 30 A)，(T_J = 25^{circ}C)）：Typ. 4.6 V
• 反向恢复时间：19 ns
• 反向恢复电荷：100 nC
• 反向恢复能量：6.9 μJ
• 峰值反向恢复电流：11 A
• 充电时间：11 ns
• 放电时间：7.8 ns

典型应用

NTHL030N120M3S适用于多种应用场景，包括太阳能逆变器、电动汽车充电站、不间断电源（UPS）、储能系统以及开关模式电源（SMPS）等。这些应用都对功率器件的性能和可靠性有较高要求，而该器件的特性正好能够满足这些需求。

封装与外形尺寸

该器件采用TO - 247 - 3LD封装，文档中给出了详细的外形尺寸信息，包括各部分的最小、标称和最大尺寸。在进行PCB设计时，工程师需要根据这些尺寸来合理布局，确保器件能够正确安装和散热。

总结

安森美NTHL030N120M3S碳化硅MOSFET以其优异的性能和广泛的应用场景，为电子工程师在功率设计方面提供了一个可靠的选择。不过，在实际应用中，工程师还需要根据具体的设计要求和工作条件，对器件的参数进行进一步的评估和验证。大家在使用这款器件时，有没有遇到过什么特别的问题或者挑战呢？欢迎在评论区分享交流。