onsemi UG4SC075005L8S碳化硅组合场效应管：性能与应用解析

在电子工程领域，功率器件的性能直接影响着电路的效率和稳定性。onsemi的UG4SC075005L8S碳化硅（SiC）组合场效应管（Combo-FET），为工程师们提供了一种创新的解决方案，适用于多种高功率应用场景。

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产品概述

UG4SC075005L8S将750V SiC JFET和低压Si MOSFET集成在一个H-PDSO-F8封装中。这种创新设计允许用户创建常关开关电路，同时利用常开SiC JFET的优势，如超低导通电阻（(R_{DS(on)})）以最小化传导损耗，以及简化JFET器件结构所具有的出色鲁棒性，使其能够处理电路保护应用中所需的高能量开关。对于开关模式功率转换应用，该器件为JFET和MOSFET栅极提供了独立的接入点，以改善速度控制并便于多个器件并联。

产品特性

低导通电阻

具备个位数的(R_{DS(on)})，能有效降低传导损耗，提高电路效率。

常关能力

可实现常关开关功能，满足特定电路设计需求。

速度控制优化

通过独立的栅极接入，能更好地控制开关速度。

并联性能提升

支持3个及以上FET并联，改善并联器件的工作性能。

宽温度范围

最高工作温度可达175°C，适应多种恶劣环境。

高脉冲电流能力

能够承受高脉冲电流，增强了器件的可靠性。

优秀的热性能

采用银烧结芯片连接技术，具有出色的热阻特性。

短路保护

具备短路额定能力，保障电路安全。

环保设计

无铅、无卤素，符合RoHS标准。

典型应用

固态/半导体断路器

利用其高能量开关能力和短路保护特性，确保电路在故障时的安全切断。

固态/半导体继电器

实现快速、可靠的开关动作，提高继电器的性能。

电池断开装置

在电池管理系统中，有效控制电池的连接和断开。

浪涌保护

应对电路中的浪涌电流，保护设备免受损坏。

浪涌电流控制

精确控制浪涌电流，避免对电路造成冲击。

高功率开关模式转换器（>25 kW）

适用于高功率应用，提高功率转换效率。

电气特性

最大额定值

参数	测试条件	值	单位
漏源电压（(V_{DS})）	-	750	V
JFET栅源电压（(V_{JGS})）	DC	-30 to +3	V
	AC（注1）	-30 to +30	V
MOSFET栅源电压（(V_{GS})）	DC	-20 to +20	V
	AC（f>1 Hz）	-25 to +25	V
连续漏极电流（(I_{D})）	(T_{C}<144^{circ}C)	120	A
脉冲漏极电流（(I_{DM})）	(T_{C}=25^{circ}C)	588	A
单脉冲雪崩能量（(E_{AS})）	(L = 15 mH, I_{AS} = 6.5 A)	316	mJ
短路耐受时间（(t_{sc})）	(V{DS}=400 V, T{J(START)}=175^{circ}C)	5	μs
SiC FET dv/dt鲁棒性（(dv/dt)）	(V_{DS}<500 V)	100	V/ns
功率耗散（(P_{tot})）	(T_{C}=25^{circ}C)	1153	W
最大结温（(T_{J,max})）	-	175	°C
工作和存储温度（(T{J}, T{STG})）	-	-55 to 175	°C
回流焊接温度（(T_{solder})）	回流MSL 1	260	°C

注：

1. +30 V AC额定值适用于外部(R_{G}>1 Omega)时施加的<200 ns导通脉冲。
2. 受键合线限制。
3. 脉冲宽度(t{p})受(T{J, max })限制。
4. 起始(T_{J}=25^{circ}C)。

静态特性

在(T{J}=+25^{circ}C)和(V{JGS}=0 V)（除非另有说明）的条件下，该器件具有以下典型静态特性：	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
漏源击穿电压（(BV_{DS})）	(V{GS}=0 V, I{D}=1 mA)	750	-	-	V
总漏极泄漏电流（(I_{loss})）	(V{DS}=750 V, V{GS}=0 V, T_{J}=25^{circ}C)	-	6	130	μA
	(V{DS}=750 V, V{GS}=0 V, T_{J}=175^{circ}C)	-	45	-	μA
总JFET栅极泄漏电流（(J_{GSS})）	(V{GS}=-20 V, V{GS}=12 V)	-	0.1	100	μA
总MOSFET栅极泄漏电流（(I_{GSS})）	(V_{GS} = -20V/+20V)	-	6	20	μA
漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）	(V{GS}=15 V, V{JGS}=2 V, I{D}=80 A, T{J}=25^{circ}C)	-	5.0	-	mΩ
	(V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=25^{circ}C)	-	5.4	7.2	mΩ
	(V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=125^{circ}C)	-	9.3	-	mΩ
	(V{GS}=15 V, V{JGS}=0 V, I{D}=80 A, T{J}=175^{circ}C)	-	12.2	-	mΩ
JFET栅极阈值电压（(V_{JG(th)})）	(V{DS}=5 V, V{GS}=12 V, I_{D}=180 mA)	-8.3	-6.0	-3.7	V
MOSFET栅极阈值电压（(V_{G(th)})）	(V{DS}=5 V, I{D}=10 mA)	4	4.7	6	V
JFET栅极电阻（(R_{JG})）	(f = 1 MHz)，开路漏极	-	0.8	-	Ω
MOSFET栅极电阻（(R_{G})）	(f = 1 MHz)，开路漏极	-	0.8	-	Ω

反向二极管特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
二极管连续正向电流（(I_{S})）	(T_{C}<144^{circ}C)	-	-	120	A
二极管脉冲电流（(I_{S.pulse})）	(T_{C}=25^{circ}C)	-	-	588	A
正向电压（(V_{FSD})）	(V{GS}=0 V, I{S}=50 A, T_{J}=25^{circ}C)	-	1.03	1.16	V
	(V{GS}=0 V, I{S}=50 A, T_{J}=175^{circ}C)	-	1.06	-	V
反向恢复电荷（(Q_{m})）	(V{DS}=400 V, I{S}=80 A, V{GS}=0 V, V{JGS}=0 V, R{JG} = 0.7 Omega, di/dt = 2400 A/μs, T{J} = 25 °C)	-	377	-	nC
反向恢复时间（(t_{rr})）	-	70	-	-	ns
反向恢复电荷（(Q_{m})）	(V{DS}=400 V, I{S}=80 A, V{GS}=0 V, V{JGS}=0 V, R{JG} = 0.7 Omega, di/dt = 2400 A/μs, T{J}=150^{circ}C)	-	427	-	nC
反向恢复时间（(t_{rr})）	-	78	-	-	ns

动态特性

MOSFET栅极作为控制端（(V_{JGS}=0 V)）

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
MOSFET输入电容（(C_{iss})）	(V{DS}=400 V, V{GS}=0 V, f = 100 kHz)	-	8374	-	pF
输出电容（(C_{oss})）	-	-	362	-	pF
反向传输电容（(C_{rss})）	-	-	4	-	pF
有效输出电容（能量相关）（(C_{oss(er)})）	(V{DS}=0 V) to (400 V, V{GS}=0 V)	-	475	-	pF
有效输出电容（时间相关）（(C_{oss(tr)})）	-	-	950	-	pF
总栅极电荷（(Q_{G})）	(V{DS}=400 V, I{D}=80 A, V_{GS} = 0 V) to 15 V	-	164	-	nC
栅漏电荷（(Q_{GD})）	-	-	24	-	nC
栅源电荷（(Q_{GS})）	-	-	46	-	nC

JFET栅极作为控制端（(V_{GS}=+12 V)）

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
JFET输入电容（(C_{Jiss})）	(V{DS}=400 V, V{JGS}=-20 V, f = 100 kHz)	-	3028	-	pF
JFET输出电容（(C_{Joss})）	-	-	364	-	pF
JFET反向传输电容（(C_{Jrss})）	-	-	360	-	pF
JFET总栅极电荷（(Q_{JG})）	(V{DS}=400 V, I{D}=80 A, V_{JGS} = -18 V) to 0 V	-	400	-	nC
JFET栅漏电荷（(Q_{JGD})）	-	-	270	-	nC
JFET栅源电荷（(Q_{JGS})）	-	-	60	-	nC

典型性能图表

文档中提供了一系列典型性能图表，包括不同温度下的输出特性、导通电阻与温度的关系、栅极电荷特性等。这些图表直观地展示了器件在不同条件下的性能表现，为工程师在电路设计中提供了重要的参考依据。

订购信息

零件编号	标记	封装	包装
UG4SC075005L8S	UG4SC075005	H-PDSO-F8（无铅、无卤素）	2,000 / 卷带包装

关于卷带规格的详细信息，可参考Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。

总结

onsemi的UG4SC075005L8S碳化硅组合场效应管凭借其出色的性能和广泛的应用范围，为电子工程师提供了一种高性能、高可靠性的功率器件解决方案。在高功率开关模式转换、电路保护等应用中，该器件能够充分发挥其优势，提高电路效率和稳定性。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，结合器件的电气特性和典型性能图表，合理选择和使用该器件，以实现最佳的电路性能。

你在使用类似功率器件时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。