onsemi的NDSH50120C碳化硅肖特基二极管深度解析

作为电子工程师，在设计电路时，二极管是经常会用到的基础元件。而碳化硅（SiC）肖特基二极管以其独特的性能优势，在功率半导体领域中逐渐崭露头角。今天就来详细聊聊 onsemi 推出的一款碳化硅肖特基二极管——NDSH50120C。

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一、产品概述

NDSH50120C 是 onsemi 旗下 EliteSiC 系列的一员，额定电流为 50 A，耐压值达到 1200 V，采用 TO - 247 - 2L 封装。与传统的硅基二极管相比，碳化硅肖特基二极管采用了全新的技术，具有卓越的开关性能和更高的可靠性。它没有反向恢复电流，开关特性不受温度影响，并且具备出色的热性能，这些特性使得碳化硅成为下一代功率半导体的理想选择。使用该二极管的系统能够实现更高的效率、更快的工作频率、更高的功率密度，同时还能降低电磁干扰（EMI），减小系统的尺寸和成本。

二、产品特点分析

温度与雪崩特性

• 高结温能力：其最大结温可达 175°C，这意味着它能够在高温环境下稳定工作，适用于一些对散热要求较高或者工作环境温度较为苛刻的应用场景。比如在一些工业高温环境的电源电路中，普通二极管可能因为结温过高而性能下降甚至损坏，而 NDSH50120C 就能够正常工作。
• 雪崩额定能量：雪崩额定能量为 380 mJ，这表明该二极管在承受瞬间高能量冲击时具有较好的鲁棒性。在一些存在电压尖峰或者浪涌的电路中，它可以有效地保护自身和其他电路元件。

电流与温度系数特性

• 高浪涌电流能力：具备高浪涌电流容量，能够承受瞬间大电流冲击。例如在电源启动瞬间或者电路出现故障时可能会产生的浪涌电流，NDSH50120C 可以安全地应对。
• 正温度系数：正温度系数使得该二极管在并联使用时更加容易，因为它能够自动均流，避免某个二极管因电流过大而损坏。这为工程师在设计需要大电流输出的电路时提供了便利，只需要将多个该二极管并联即可。

恢复特性与环保特性

• 无反向恢复和正向恢复：在开关过程中，没有反向恢复和正向恢复现象，这可以大大减少开关损耗，提高电路的效率和可靠性。
• 环保特性：这些器件不含卤素和溴化阻燃剂（BFR），并且符合 RoHS 标准，符合当前电子产品环保化的发展趋势。

三、应用领域

通用电源应用

• 在开关模式电源（SMPS）中，NDSH50120C 的高效开关性能和低损耗特性可以提高电源的转换效率，减少发热，延长电源的使用寿命。例如在一些服务器电源、电脑电源等设备中，使用该二极管可以提升整个电源系统的性能。
• 在太阳能逆变器中，它能够适应太阳能电池板输出电压和电流的波动，提高逆变器的效率和稳定性，将太阳能更有效地转化为电能并输送到电网中。
• 在不间断电源（UPS）中，该二极管可以在市电中断时快速切换，为负载提供稳定的电源，保证设备的正常运行。

功率开关电路

在各种功率开关电路中，NDSH50120C 凭借其高耐压、高电流和快速开关的特点，能够有效地控制功率的转换和传输，提高电路的性能和可靠性。

四、关键参数解读

绝对最大额定值

参数	符号	数值	单位
重复反向峰值电压	(V_{RRM})	1200	V
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	380	mJ
连续整流正向电流（(T_{C}<139^{circ}C)）	(I_{F})	50	A
连续整流正向电流（(T_{C}<135^{circ}C)）	(I_{F})	53	A
非重复正向浪涌峰值电流（(T_{C}=25^{circ}C)，10 s）	(I_{F,Max})	1568	A
非重复正向浪涌峰值电流（(T_{C}=150^{circ}C)，10 s）	(I_{F,Max})	1414	A
非重复正向浪涌电流（半正弦脉冲，(t_{p}=8.3 ms)）	(I_{F,SM})	231	A
重复正向浪涌电流（半正弦脉冲，(t_{p}=8.3 ms)）	(I_{F,RM})	84	A
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{tot})	375	W
功率耗散（(T_{C}=150^{circ}C)）	(P_{tot})	62.5	W
工作和存储温度范围	(T{J})，(T{STG})	- 55 至 +175	°C

需要注意的是，超过这些最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

热特性

参数	符号	数值	单位
结到壳的热阻（最大）	(R_{JC})	0.4	°C/W
结到环境的热阻（最大）	(R_{JA})	40	°C/W

热阻参数对于工程师设计散热方案非常重要，较低的热阻意味着器件能够更有效地散热，保证其在正常温度范围内工作。

电气特性

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
正向电压	(V_{F})	(I{F}=50 A)，(T{J}=25^{circ}C)	1.4	1.75	-	V
(I{F}=50 A)，(T{J}=125^{circ}C)	-	1.63	-	V
(I{F}=50 A)，(T{J}=175^{circ}C)	-	1.84	-	V
反向电流	(I_{R})	(V{R}=1200 V)，(T{J}=25^{circ}C)	12.2	-	200	(mu A)
(V{R}=1200 V)，(T{J}=125^{circ}C)	30	-	200	(mu A)
(V{R}=1200 V)，(T{J}=175^{circ}C)	61.5	-	200	(mu A)
总电容电荷	(Q_{C})	V = 800 V	-	246	-	nC
总电容	(C)	(V_{R}=1 V)，(f = 100 kHz)	-	3691	-	pF
(V_{R}=400 V)，(f = 100 kHz)	-	198	-	pF
(V_{R}=800 V)，(f = 100 kHz)	-	143	-	pF

这些电气特性参数反映了二极管在不同条件下的性能表现，工程师在设计电路时需要根据具体的应用场景来合理选择和使用。

五、封装与订购信息

该二极管采用 TO - 247 - 2LD 封装，其封装尺寸有详细的机械尺寸图可供参考。订购信息方面，型号为 NDSH50120C，顶部标记为 DSH50120C，每管装 30 个，并且是无铅/无卤素的环保产品。

六、总结

onsemi 的 NDSH50120C 碳化硅肖特基二极管凭借其卓越的性能特点和丰富的应用场景，为电子工程师在功率电路设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的电路需求，合理利用其各项参数和特性，同时注意不要超过其最大额定值，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用这款二极管的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的应用案例呢？可以一起交流分享。