深入解析 onsemi NTH4L028N170M1 SiC MOSFET

引言

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、可靠性和性能起着关键作用。碳化硅（SiC）MOSFET 作为新一代的功率器件，以其卓越的性能逐渐成为众多应用的首选。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 NTH4L028N170M1 SiC MOSFET，详细了解其特性、参数和典型应用。

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产品概述

NTH4L028N170M1 是 onsemi 推出的一款 1700V、28mΩ 的 SiC MOSFET，采用 TO - 247 - 4L 封装。它属于 EliteSiC 系列，具备一系列出色的特性，适用于多种电力电子应用。

产品特性

低导通电阻

典型的导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=20V) 时为 28mΩ，这意味着在导通状态下，器件的功率损耗较低，能够有效提高系统效率。

超低栅极电荷

栅极总电荷 (Q_{G(tot)} = 200nC)，低栅极电荷使得器件在开关过程中所需的驱动能量较少，从而降低了驱动电路的功耗，提高了开关速度。

高速开关与低电容

输出电容 (C_{oss}=200pF)，低电容特性使得器件在开关过程中能够快速充放电，减少开关损耗，实现高速开关。

雪崩测试

该器件经过 100% 雪崩测试，具有良好的抗雪崩能力，能够在异常情况下保证器件的可靠性。

环保特性

这些器件无铅且符合 RoHS 标准，符合环保要求。

典型应用

UPS（不间断电源）

在 UPS 系统中，NTH4L028N170M1 的低导通电阻和高速开关特性能够提高 UPS 的效率和响应速度，确保在市电中断时能够快速切换到备用电源，为负载提供稳定的电力。

DC - DC 转换器

DC - DC 转换器需要高效的功率转换，该 MOSFET 的低损耗特性可以降低转换器的功耗，提高转换效率，同时其高速开关能力能够满足转换器对快速动态响应的要求。

升压转换器

升压转换器需要能够承受高电压和大电流的器件，NTH4L028N170M1 的 1700V 耐压和大电流承载能力使其非常适合升压应用。

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	1700	V
栅源电压	(V_{GS})	-15/+25	V
推荐栅源电压（(T_C < 175°C)）	(V_{GSop})	-5/+20	V
连续漏极电流（(T_C = 25°C)）	(I_D)	81	A
功率耗散（(T_C = 25°C)）	(P_D)	535	W
连续漏极电流（(T_C = 100°C)）	(I_D)	57	A
功率耗散（(T_C = 100°C)）	(P_D)	267	W
脉冲漏极电流（(T_C = 25°C)）	(I_{DM})	363	A
工作结温和存储温度范围	(TJ, T{stg})	-55 到 +175	°C
源极电流（体二极管）	(I_S)	124	A
单脉冲漏源雪崩能量（(I_{L(pk)} = 30A, L = 1mH)）	(E_{AS})	450	mJ
焊接最大引脚温度（距外壳 1/8″，5s）	(T_L)	300	°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。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(I_D = 1mA) 时为 1700V。
• 漏源击穿电压温度系数 (V_{(BR)DSS}/T_J) 为 0.46V/°C。
• 零栅压漏极电流 (I_{loss}) 在 (TJ = 25°C) 时较小，在 (TJ = 175°C) 时为 1mA。
• 栅源泄漏电流 (I{GS}) 在 (V{GS}= +25 / -15V)，(V_{DS}=0V) 时为 ±1μA。

导通特性

• 栅极阈值电压 (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V_{DS})，(I_D = 20mA) 时为 1.8 - 4.3V。
• 推荐栅极电压 (V_{GOP}) 为 +20V。
• 漏源导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=20V)，(I_D = 60A)，(T_J = 25°C) 时为 28 - 40mΩ。
• 正向跨导 (g{fs}) 在 (V{DS}=20V)，(I_D = 60A) 时为 31S。

电荷、电容与栅极电阻

• 输入电容 (C{ISS}) 在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS}=800V) 时为 4230pF。
• 输出电容 (C_{oss}) 为 200pF。
• 反向传输电容 (C_{RSS}) 为 10pF。
• 总栅极电荷 (Q{G(TOT)}) 在 (V{GS}= -5 / 20V)，(V_{DS}=800V)，(I_D = 60A) 时为 200nC。
• 栅极电阻 (R_G) 在 (f = 1MHz) 时为 5.8Ω。

开关特性

• 开通延迟时间 (t{d(ON)})、上升时间、关断延迟时间、下降时间等参数决定了器件的开关速度和开关损耗。例如，开通开关损耗 (E{ON}) 为 1311μJ，关断开关损耗 (E{OFF}) 为 683μJ，总开关损耗 (E{tot}) 为 1994μJ。

源 - 漏二极管特性

• 连续源 - 漏二极管正向电流在 (V_{GS}= -5V)，(T_J = 25°C) 时为 124A。
• 脉冲源 - 漏二极管正向电流 (I_{SDM}) 为 363A。
• 正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS}= -5V)，(I_{SD}=60A)，(T_J = 25°C) 时为 4.3V。
• 反向恢复时间和反向恢复电荷等参数影响二极管的反向恢复特性。

热特性

结到外壳的稳态热阻 (R_{theta JC}) 最大为 0.28°C/W，热阻是衡量器件散热能力的重要参数，较低的热阻有助于器件在工作过程中更好地散热，保证其性能和可靠性。

封装尺寸

该器件采用 TO - 247 - 4L 封装，其详细的机械尺寸如下：	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

总结

onsemi 的 NTH4L028N170M1 SiC MOSFET 凭借其低导通电阻、超低栅极电荷、高速开关和良好的抗雪崩能力等特性，在 UPS、DC - DC 转换器和升压转换器等应用中具有很大的优势。工程师在设计电路时，可以根据其电气特性和热特性，合理选择驱动电路和散热方案，以充分发挥该器件的性能。同时，在使用过程中要注意不要超过其最大额定值，确保器件的可靠性和稳定性。大家在实际应用中是否遇到过类似器件的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。