onsemi碳化硅MOSFET NVHL023N065M3S：高性能与可靠应用的完美结合

在当今的电子设计领域，功率器件的性能和可靠性对于众多应用至关重要。碳化硅（SiC）MOSFET凭借其卓越的特性，正逐渐成为电力电子系统中的首选器件。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）的一款出色的碳化硅MOSFET产品——NVHL023N065M3S。

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产品概述

NVHL023N065M3S属于EliteSiC系列，采用TO - 247 - 3L封装。它具有650V的耐压能力，典型导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=18V) 时仅为23mΩ，这一低导通电阻特性使得该器件在导通状态下的功率损耗大幅降低，从而提高了系统的效率。

产品特性

1. 低导通电阻：典型 (R{DS(on)}=23mΩ) @ (V{GS}=18V)，能有效降低导通损耗，提高系统效率。大家在实际设计中，低导通电阻可以减少发热，对于散热设计的要求也会相应降低，这是不是能节省不少设计成本和空间呢？
2. 超低栅极电荷：(Q_{G(tot)} = 69nC)，这使得器件在开关过程中所需的驱动能量较小，能够实现高速开关，降低开关损耗。
3. 高速开关与低电容：(C_{oss}=153pF)，低电容特性有助于减少开关过程中的能量损耗和开关时间，提高开关速度，适用于高频应用场景。
4. 雪崩测试：经过100%雪崩测试，保证了器件在雪崩状态下的可靠性和稳定性，能够承受一定的过压和过流冲击。
5. 汽车级认证：AEC - Q101 合格且具备 PPAP 能力，可满足汽车电子应用的严格要求。同时，该器件是无卤的，符合 RoHS 指令豁免条款 7a，二级互连为无铅 2LI。

应用领域

NVHL023N065M3S主要应用于汽车领域，包括汽车车载充电器和电动汽车/混合动力汽车（EV/HEV）的直流 - 直流转换器。在这些应用中，对功率器件的效率、可靠性和散热性能都有很高的要求，而该器件的特性恰好能够满足这些需求。

产品参数

最大额定值

在 (T_{J}=25^{circ}C) 时，器件的一些关键参数如下：	参数	数值
(V_{(BR)DSS})	650V
(TYP R_{DS(ON)})	23mΩ @ (V_{GS}=18V)
(I_{D MAX})	70A

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。例如，单脉冲情况下，(E{AS}) 为192mJ 是基于起始 (T{J}=25^{circ}C)，(L = 1mH)，(I{AS}=19.6A)，(V{DD}=100V)，(V_{GS}=18V) 的条件。

热特性

参数	数值
结到壳的热阻（注3）	-
结到环境的热阻（注3）	40

注3指出，整个应用环境会影响热阻值，这些值不是常数，仅在特定条件下有效。在设计散热系统时，我们需要充分考虑实际的应用环境，以确保器件的温度在安全范围内。

推荐工作条件

参数	符号	数值	单位
栅源电压的工作值	(V_{GSop})	-5... - 3 +18	V

超出推荐工作范围的应力可能会影响器件的可靠性，所以在设计电路时，要严格保证器件工作在推荐的条件下。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS})：在 (V{GS}=0V)，(I{D}=1mA)，(T{J}=25^{circ}C) 时为650V。
• 漏源击穿电压温度系数 (V{(BR)DSS}/T{J})：为 - 89mV/°C。
• 零栅压漏电流 (I{DSS})：在 (V{DS}=650V)，(T{J}=25^{circ}C) 时为10μA；在 (V{DS}=650V)，(T_{J}=175^{circ}C) 时为500μA。
• 栅源泄漏电流 (I{GSS})：在 (V{GS}=-10V)，(V{DS}=0V) 时为 - 1μA；在 (V{GS}= + 22.6V)，(V_{DS}=0V) 时为1μA。

导通特性

• 漏源导通电阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS}=15V)，(I{D}=20A)，(T{J}=25^{circ}C) 时，典型值为23mΩ，最大值为33mΩ。
• 栅极阈值电压 (V{GS(TH)})：在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=10mA)，(T_{J}=25^{circ}C) 时为2.8V。

电荷、电容与栅极电阻

• 输出电容 (C_{oss})：典型值为1952pF。
• 总栅极电荷 (Q{G(TOT)})：在 (V{GS}=-3/18V) 时为69nC。
• 栅极电阻 (R_{G})：在 (f = 1MHz) 时为 - Ω（文档未给出具体值）。

开关特性

在 (I{D}=20A)，(R{G}=4.7Ω)，(T_{J}=25^{circ}C) 的条件下：

• 开启延迟时间 (t_{d(ON)}) 为12ns。
• 关断延迟时间 (t{d(OFF)})、上升时间 (t{r})、下降时间 (t_{f}) 等也有相应的数值。
• 关断开关损耗 (E{OFF})、开启开关损耗 (E{ON}) 和总开关损耗 (E_{TOT}) 等参数也会影响器件在开关过程中的性能。

源漏二极管特性

• 正向二极管电压：在 (I{SD}=20A)，(V{GS}=-3V)，(T_{J}=25^{circ}C) 时，典型值为4.2V，最大值为6.0V。
• 反向恢复时间、反向恢复电荷等参数也会对器件的性能产生影响。

典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，包括输出特性、转移特性、导通电阻与栅极电压、漏极电流、结温的关系，电容特性、栅极电荷特性、反向传导特性、安全工作区、雪崩电流与脉冲时间、最大功耗与壳温、电感开关损耗与漏极电流、漏极电压、栅极电阻的关系以及热响应特性等。这些曲线能够帮助我们更好地了解器件在不同工作条件下的性能表现，在实际设计中可以根据这些曲线来优化电路参数。

机械封装与订购信息

该器件采用TO - 247 - 3LD封装，文档中给出了详细的机械尺寸图。订购信息如下：	器件	封装	包装
NVHL023N065M3S	TO - 247 - 3L	30个/管

总结

onsemi的NVHL023N065M3S碳化硅MOSFET以其低导通电阻、超低栅极电荷、高速开关和高可靠性等特性，为汽车电子等领域的应用提供了优秀的解决方案。电子工程师在进行相关设计时，可以充分利用该器件的优势，提高系统的效率和性能。同时，要严格遵循器件的参数和工作条件，结合典型特性曲线进行合理的电路设计和优化。大家在实际使用这款器件的过程中，有没有遇到什么特别的问题或者经验呢？欢迎在评论区分享交流。