onsemi碳化硅MOSFET NTH4L075N065SC1：高效电源应用的理想之选

在当今的电子设计领域，碳化硅（SiC）MOSFET凭借其卓越的性能，逐渐成为众多电源应用的首选器件。今天，我们就来深入了解一下onsemi推出的NTH4L075N065SC1碳化硅MOSFET。

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一、产品特性

低导通电阻

该器件具有极低的导通电阻，典型值在不同栅源电压下表现出色。在 (V{GS}=18 V) 时，典型 (R{DS(on)}=57 mOmega)；当 (V{GS}=15 V) 时，典型 (R{DS(on)}=75 mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更小，能够有效提高电源效率。

低电荷与电容

它具备超低的栅极电荷 (Q{G(tot)}=61 nC) 和低输出电容 (C{oss}=107 pF)。这使得器件在开关过程中，能够更快地完成充电和放电，减少开关损耗，提高开关速度，从而提升整个系统的性能。

高可靠性

该MOSFET经过100%雪崩测试，能够承受较大的雪崩能量，保证了在复杂的工作环境下的可靠性。同时，其工作结温 (T_{J}) 可达 (175^{circ}C)，并且符合无卤、RoHS标准（豁免7a），在二级互连采用无铅2LI技术，环保又可靠。

二、典型应用

NTH4L075N065SC1适用于多种电源应用场景，如开关模式电源（SMPS）、太阳能逆变器、不间断电源（UPS）以及能量存储系统等。在这些应用中，其高性能的特性能够帮助提高系统的效率和稳定性。

三、最大额定值

电压与电流

• 漏源电压 (V{DSS}) 为650V，栅源电压 (V{GS}) 范围为 -8/+22V，推荐的栅源电压 (V{GSop}) 在 (T{C}<175^{circ}C) 时为 -5/+18V。
• 连续漏极电流 (I{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 稳态时为38A，在 (T{C}=100^{circ}C) 稳态时为26A；脉冲漏极电流 (I{DM}) 在 (T_{C}=25^{circ}C) 时可达120A。

功率与温度

• 功率耗散 (P{D}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 时为148W，在 (T_{C}=100^{circ}C) 时为74W。
• 工作结温和存储温度范围为 -55 至 (+175^{circ}C)，最大焊接引线温度（距外壳1/8英寸，持续5秒）为 (260^{circ}C)。

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。而且整个应用环境会影响热阻值，这些值并非恒定不变，仅在特定条件下有效。

四、电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=1 mA) 时为650V，其温度系数 (V{(BR)DSS}/T{J}) 在 (I{D}=20 mA) 时为 -0.15 V/°C。
• 零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(V{DS}=650 V)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 -10 μA，在 (T_{J}=175^{circ}C) 时为1 mA。
• 栅源泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= +18/−5 V)，(V_{DS}=0 V) 时为250 nA。

导通特性

• 栅极阈值电压 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=5 mA) 时，范围为1.8 - 4.3V。
• 推荐栅极电压 (V_{GOP}) 为 -5 至 +18V。
• 漏源导通电阻 (R{DS(on)}) 在不同条件下有不同的值，如 (V{GS}=15 V)，(I{D}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为75 mΩ；(V{GS}=18 V)，(I{D}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为57 mΩ，(T{J}=175^{circ}C) 时为68 mΩ。
• 正向跨导 (g{FS}) 在 (V{DS}=10 V)，(I_{D}=15 A) 时为9 S。

电荷、电容与栅极电阻

• 输入电容 (C{iss}) 在 (V{GS}=0 V)，(f = 1 MHz)，(V_{DS}=325 V) 时为1196 pF。
• 输出电容 (C{oss}) 为107 pF，反向传输电容 (C{RSS}) 为9 pF。
• 总栅极电荷 (Q{g(TOT)}) 在 (V{GS}= -5/18 V)，(V{DS}=520 V)，(I{D}=15 A) 时为61 nC，栅源电荷 (Q{GS}) 为19 nC，栅漏电荷 (Q{GD}) 为18 nC。
• 栅极电阻 (R_{G}) 在 (f = 1 MHz) 时为5.8 Ω。

开关特性

• 开通延迟时间 (t{d(ON)}) 为10 ns，上升时间 (t{r}) 为12 ns。
• 关断延迟时间 (t{d(OFF)}) 为20 ns，下降时间 (t{f}) 为7 ns。
• 开通开关损耗 (E{ON}) 为38 μJ，关断开关损耗 (E{OFF}) 为16 μJ，总开关损耗 (E_{tot}) 为54 μJ。

漏源二极管特性

• 连续漏源二极管正向电流 (I{SD}) 在 (V{GS}= -5 V)，(T_{J}=25^{circ}C) 时最大为29 A。
• 脉冲漏源二极管正向电流 (I_{SDM}) 最大为120 A。
• 正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS}= -5 V)，(I{SD}=15 A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为4.4 V。
• 反向恢复时间 (t{RR}) 为16 ns，反向恢复电荷 (Q{RR}) 为72 nC，反向恢复能量 (E{REC}) 为7.4 μJ，峰值反向恢复电流 (I{RRM}) 为9 A，充电时间 (T{a}) 为9 ns，放电时间 (T{b}) 为7 ns。

五、典型特性曲线

文档中还给出了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、导通电阻随温度的变化、导通电阻与栅源电压的关系、传输特性、二极管正向电压与电流的关系、栅源电压与总电荷的关系、电容与漏源电压的关系、无钳位电感开关能力、最大连续漏极电流与壳温的关系、安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及结到壳的热响应等。这些曲线能够帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能，从而进行更优化的设计。

六、封装尺寸

该器件采用TO - 247 - 4LD封装（CASE 340CJ），文档详细给出了其封装尺寸，包括各个维度的最小、标称和最大值。这些尺寸信息对于电路板设计和布局非常重要，工程师可以根据这些数据确保器件能够正确安装和使用。

总结

onsemi的NTH4L075N065SC1碳化硅MOSFET以其低导通电阻、低电荷与电容、高可靠性等特性，为开关模式电源、太阳能逆变器等多种电源应用提供了高效、稳定的解决方案。在实际设计中，工程师可以根据其电气特性和典型特性曲线，结合具体的应用需求，合理选择和使用该器件，以实现最佳的系统性能。你在使用这类碳化硅MOSFET时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。