安森美900V碳化硅MOSFET NTHL020N090SC1：性能与应用深度解析

在电力电子领域，碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的性能逐渐成为众多应用的首选功率器件。安森美（onsemi）推出的NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET就是其中的佼佼者，本文将深入剖析这款器件的特性、参数及典型应用。

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一、产品概述

NTHL020N090SC1是一款N沟道MOSFET，采用TO - 247 - 3LD封装，具有900V的耐压能力。其低导通电阻和出色的开关性能，使其在众多电力电子应用中表现出色。

二、关键特性

低导通电阻

在VGS = 15V时，典型导通电阻RDS(on)为20mΩ；当VGS提升到18V时，典型导通电阻可低至16mΩ。低导通电阻意味着在导通状态下的功率损耗更小，能有效提高系统效率。

超低栅极电荷和低输出电容

该器件具有超低的栅极总电荷QG(tot) = 196nC，以及低有效的输出电容Coss = 296pF。这使得器件在开关过程中所需的驱动能量更小，开关速度更快，从而降低了开关损耗。

100% UIL测试

经过100%的非钳位电感负载（UIL）测试，保证了器件在实际应用中的可靠性和稳定性。

环保特性

该器件无卤化物，符合RoHS标准（豁免7a），并且在二级互连（2LI）上采用无铅工艺。

三、主要参数

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	VDSS	900	V
栅源电压	VGS	+22 / - 8	V
推荐栅源电压	VGSop	+15 / - 5	V
连续漏极电流（Tc = 25°C）	IDC	118	A
连续漏极电流（Tc = 100°C）	IDC	83	A
功率耗散	PDC	251	W
脉冲漏极电流（Ta = 25°C）	IDM	472	A
工作结温和存储温度范围	TJ, Tstg	-55 至 +175	°C
源极电流（体二极管）	Is	153	A
单脉冲漏源雪崩能量（IL = 23Apk, L = 1mH）	EAS	264	mJ

热特性

参数	符号	最大值	单位
结到壳热阻	RθJC	0.30	°C/W
结到环境热阻	RθJA	40	°C/W

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压V(BR)DSS：900V（VGS = 0V，ID = 1mA），其温度系数为500mV/°C。
• 零栅压漏极电流IDSS：在TJ = 25°C时为100μA，TJ = 175°C时为250μA。
• 栅源泄漏电流IGSS：±1μA（VGS = +22 / - 8V，VDS = 0V）。

导通特性

• 栅极阈值电压VGS(TH)：1.8 - 4.3V（VG = VDS，ID = 20mA）。
• 推荐栅极电压VGOP： - 5 至 +15V。
• 漏源导通电阻RDS(on)：在VGS = 15V，ID = 60A，TJ = 25°C时，典型值为20mΩ，最大值为28mΩ；VGS = 18V，ID = 60A，TJ = 25°C时，典型值为16mΩ。

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容Ciss：4415pF（VGS = 0V，f = 1MHz）。
• 输出电容Coss：296pF（VDs = 450V）。
• 反向传输电容CRSS：24pF。
• 总栅极电荷QG(TOT)：196nC（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V，ID = 60A）。
• 栅极电阻RG：1.6 - 2Ω（f = 1MHz）。

开关特性

• 开通延迟时间td(ON)：40ns（VGS = - 5 / 15V，VDS = 720V）。
• 上升时间tr：63ns（ID = 60A，RG = 2.5Ω，感性负载）。
• 关断延迟时间td(OFF)：55ns。
• 下降时间tf：13ns。
• 开通开关损耗EON：2025μJ。
• 关断开关损耗EOFF：201μJ。
• 总开关损耗ETOT：2226μJ。

漏源二极管特性

• 连续漏源二极管正向电流ISD：153A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 脉冲漏源二极管正向电流ISDM：472A（VGS = - 5V，TJ = 25°C）。
• 正向二极管电压VSD：3.8V（VGS = - 5V，ISD = 30A，TJ = 25°C）。
• 反向恢复时间RR：28ns（VGS = - 5 / 15V，ISD = 60A，dIs / dt = 1000A/μs，VDS = 720V）。
• 反向恢复电荷QRR：199nC。
• 反向恢复能量EREC：4μJ。
• 峰值反向恢复电流RRM：14A。
• 充电时间Ta：16ns。
• 放电时间Tb：12ns。

四、典型应用

不间断电源（UPS）

在UPS系统中，NTHL020N090SC1的低导通电阻和快速开关特性可以有效提高系统效率，减少能量损耗，延长电池续航时间。

DC - DC转换器

在DC - DC转换器中，该器件能够快速、高效地实现电压转换，提高转换效率，降低发热，从而提高系统的可靠性和稳定性。

升压逆变器

升压逆变器需要能够承受高电压和大电流的功率器件，NTHL020N090SC1的高耐压和大电流能力使其成为升压逆变器的理想选择。

五、机械封装

该器件采用TO - 247 - 3LD封装，详细的封装尺寸信息可参考文档中的机械封装尺寸表。封装尺寸的精确控制对于器件的安装和散热至关重要，工程师在设计电路板时需要充分考虑这些因素。

六、总结

安森美NTHL020N090SC1碳化硅MOSFET凭借其低导通电阻、超低栅极电荷、低输出电容等优异特性，在UPS、DC - DC转换器和升压逆变器等应用中具有显著优势。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择器件参数，并注意器件的散热和驱动设计，以充分发挥该器件的性能。大家在使用这款器件的过程中，有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。