安森美NTBG160N120SC1碳化硅MOSFET深度解析

在电力电子领域，碳化硅（SiC）MOSFET凭借其卓越性能，正逐渐成为众多应用的理想选择。今天，我们就来深入剖析安森美（onsemi）的NTBG160N120SC1碳化硅MOSFET，看看它究竟有何独特之处。

文件下载：NTBG160N120SC1-D.PDF

一、产品概述

NTBG160N120SC1采用D2PAK - 7L封装，属于EliteSiC系列。它具有低导通电阻、超低栅极电荷和低有效输出电容等特性，适用于UPS、DC - DC转换器和升压逆变器等典型应用。

虽然在搜索碳化硅MOSFET在相关应用中的优势时遇到了网络问题，但我们仍能从产品本身特性推测其优势所在。

二、产品特性亮点

低导通电阻与低损耗

典型的 (R_{DS(on)} = 160 mOmega)，这意味着在导通状态下，MOSFET的功率损耗较低。较低的导通电阻可以减少发热，提高系统效率，对于长期运行的设备来说，能有效降低能耗。大家想想，如果在一个大型UPS系统中使用多个这样的MOSFET，那整体节能效果会有多显著呢？

超低栅极电荷

典型的 (Q_{G(tot)} = 33.8 nC)，超低的栅极电荷使得MOSFET的开关速度更快，开关损耗更低。在高频应用中，这一特性尤为重要，可以提高系统的工作频率和效率。

低有效输出电容

典型的 (C_{oss}=50.7 pF)，低输出电容有助于减少开关过程中的能量损耗，提高开关性能。同时，该器件经过100%雪崩测试，保证了其在恶劣环境下的可靠性。

宽温度范围

工作结温 (T_{J}) 可达 (175^{circ}C)，这使得它能够适应更苛刻的工作环境，在高温环境下依然能稳定工作。而且，该器件无卤化物，符合RoHS标准（豁免7a），二级互连为无铅2LI，符合环保要求。

三、最大额定值

电压与电流额定值

• 漏源电压 (V_{DSS}) 为1200V，能承受较高的电压，适用于高压应用场景。
• 栅源电压 (V{GS}) 范围为 - 15/+25V，推荐工作电压 (V{GSop}) 在 - 5/+20V 之间。
• 不同温度下的连续漏极电流不同，(T{C}=25^{circ}C) 时，(I{D}=19.5 A)；(T{C}=100^{circ}C) 时，(I{D}=13.7 A)。脉冲漏极电流 (I{DM}) 在 (T{A}=25^{circ}C) 时可达78A。

其他额定值

• 稳态功率耗散 (P{D}) 也与温度有关，(T{C}=25^{circ}C) 时为136W，(T_{C}=100^{circ}C) 时为68W。
• 单脉冲漏源雪崩能量 (E{AS}) 为120mJ（基于特定条件 (T{J}=25^{circ}C)，(L = 1 mH)，(I{AS}=15.5 A)，(V{DD}=120 V)，(V_{GS}=18 V)），体现了其在雪崩情况下的能量承受能力。
• 最大焊接引线温度 (T_{L}) 为300°C（1/8″ 从外壳处，持续10秒），在焊接时需要注意控制温度，避免损坏器件。

四、热特性与电特性

热特性

• 结到外壳的热阻 (R{θJC}) 最大为 (1.1^{circ}C/W)，结到环境的热阻 (R{θJA}) 最大为 (40^{circ}C/W)。在实际应用中，要根据这些热阻参数合理设计散热方案，确保器件在合适的温度下工作。

电特性

• 关断特性：漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=1 mA) 时为1200V，其温度系数为 (0.7 V/^{circ}C)。零栅压漏电流 (I{DSS}) 在不同温度下有不同的值，(T{J}=25^{circ}C) 时为100μA，(T{J}=175^{circ}C) 时为1mA。栅源泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= + 25/ - 15 V)，(V_{DS}=0 V) 时为 ±1μA。
• 导通特性：推荐栅电压 (V{GOP}) 在一定条件下有相应取值。导通电阻 (R{DS(ON)}) 与测试条件有关，如 (V{GS}=20 V)，(I{D}=12 A)，(T_{J}=25^{circ}C) 时的情况。
• 电荷、电容与栅电阻特性：输出电容 (C{oss}) 为50.7pF，反向传输电容 (C{RSS}) 为5.87pF，总栅电荷 (Q{G}) 在 (V{GS}=-5 / 20 V)，(V{DS}=600 V) 时为33.8nC，栅源电荷 (Q{GS}) 为11.6nC，栅漏电荷 (Q_{GD}) 为9.6nC，栅电阻为1.39Ω。
• 开关特性：导通延迟时间 (t{d(ON)})、关断延迟时间 (t{d(OFF)})、导通开关损耗 (E{ON})、关断开关损耗和总开关损耗 (E{TOT}) 等参数，反映了该MOSFET的开关性能。
• 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) 时为13.6A，脉冲漏源二极管正向电流 (I{SDM}) 为78A，正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS}=-5 V)，(I{SD}=6 A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为3.9V。

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、非钳位电感开关能力、最大连续漏极电流与外壳温度的关系、安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及结到环境的瞬态热响应曲线等。这些曲线能帮助工程师更直观地了解该MOSFET在不同条件下的性能表现，在实际设计中合理选型和优化电路。

六、封装与订购信息

封装尺寸

该器件采用D2PAK - 7L封装（TO - 263 - 7L HV），文档给出了详细的封装尺寸，包括各尺寸的最小值、标称值和最大值。在PCB布局设计时，要严格按照这些尺寸进行规划，确保器件的正确安装和焊接。

订购信息

器件型号为NTBG160N120SC1，采用800个/卷带和卷盘的包装方式。如需了解卷带和卷盘的规格，可参考相关的包装规格手册BRD8011/D。

总之，安森美NTBG160N120SC1碳化硅MOSFET以其出色的性能和特性，在电力电子应用中具有很大的优势。但在实际应用中，工程师们还需要根据具体的设计需求，结合器件的各项参数和特性曲线，进行合理的选型和设计，以确保系统的性能和可靠性。大家在使用这款MOSFET的过程中，有没有遇到过什么问题或者独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。