瑞斯特(RST) RSTD50P10SL REVA P沟道增强型MOSFET技术解析

MOS
型号: RSTD50P10SL
品牌: (瑞斯特)
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瑞斯特半导体

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--- 产品详情 ---

RSTD50P10SL REVA是瑞斯特(RST)推出的一款100V P沟道增强型功率MOSFET,采用TO-252-2(DPAK)表面贴装封装。该器件基于先进沟槽栅(Trench)工艺技术制造,在-100V漏源电压等级下实现了极低的导通电阻特性:在VGS=-10V、ID=-20A测试条件下,典型导通电阻低至40mΩ,最大值为50mΩ;在VGS=-4.5V、ID=-10A时典型值为45mΩ,最大值为50mΩ。这种低栅压驱动能力使其能够直接兼容5V逻辑电平的控制信号,无需额外的电平转换电路。器件的栅源电压额定值为±25V,栅极阈值电压VGS(th)范围为-1V至-3V(典型值-2V),零栅压漏极电流IDSS在VDS=-80V时不超过1µA(TJ=85°C时不超过30µA),栅极漏电流IGSS在VGS=±25V时不超过±100nA。在动态特性方面,该器件总栅极电荷Qg典型值为54nC(最大76nC,VDS=-50V, VGS=-10V, ID=-20A),其中栅源电荷Qgs为10nC,栅漏电荷Qgd为13nC,输入电容Ciss典型值为2467pF(最大3207pF),输出电容Coss为268pF,反向传输电容Crss为126pF(测试条件:VGS=0V, VDS=-30V, f=1MHz)。开关特性方面,在VDD=-30V、RL=30Ω、ID=-1A、VGEN=-10V、RG=6Ω的测试条件下,开通延迟时间td(ON)典型值为15ns,上升时间tr为8ns,关断延迟时间td(OFF)为54ns,下降时间tf为32ns。源漏二极管反向恢复时间trr典型值为60ns(ISD=-20A, dISD/dt=100A/µs),反向恢复电荷Qrr为95nC。该器件的连续漏极电流在TC=25°C时达到-50A,TC=100°C时为-20A,脉冲漏极电流在TC=25°C时可达-152A(受键合线限制),最大功耗在TC=25°C条件下为150W,TC=100°C时为45W,TA=25°C时约为5.2W,TA=70°C时为4.1W,结温工作范围为-55°C至+150°C,热阻RθJC为1.1°C/W,RθJA在稳态条件下为60°C/W(基于1平方英寸FR-4板、2oz铜的测试条件)。源漏二极管正向压降VSD在ISD=-1A、VGS=0V条件下典型值为-0.7V,最大值为-1V。该器件经过100% UIS(非钳位感性开关)测试和Rg测试,单脉冲雪崩电流IAS为-27A(L=0.5mH),单脉冲雪崩能量EAS为182mJ,符合RoHS无铅环保标准。

从器件物理特性角度分析,RSTD50P10SL REVA的沟槽栅结构有效提高了沟道密度,降低了比导通电阻(Rds(on)×Area),这是其实现极低导通电阻的关键。其输出特性曲线显示,在VGS=-4.5V至-10V范围内,器件在低压区(VDS < -2V)呈现明显的线性电阻特性,随着VDS增大进入饱和区;在VGS=-3.5V时,器件在VDS约-1V处即进入饱和,饱和电流约20A;在VGS=-4V时饱和电流约40A;在VGS=-4.5V及以上时饱和电流超过80A。导通电阻随漏极电流变化的曲线显示,在VGS=-10V条件下,当ID从10A增至50A时,Rds(on)从约38mΩ缓慢上升至约45mΩ,表现出良好的电流线性度;在VGS=-4.5V条件下,ID=10A时Rds(on)约45mΩ,ID=30A时约48mΩ,ID=50A时约55mΩ。栅源导通电阻曲线(Rds(on) vs VGS)显示,在ID=-20A条件下,当VGS从-3V增至-5V时,Rds(on)从约180mΩ急剧下降至约50mΩ,在VGS=-6V时降至约42mΩ,在VGS=-8V时趋于平稳约40mΩ,这说明器件在VGS>-6V后已进入充分导通状态。温度特性方面,归一化导通电阻在TJ=150°C时约为25°C时的2.0倍(Rds(on)@TJ=25°C典型值为31mΩ),归一化阈值电压在TJ=150°C时约为25°C时的0.6倍,这意味着高温下导通损耗显著增加但开启更容易。栅极电荷曲线呈现典型的米勒平台特性,在Qg约9nC至18nC区间出现明显的平台电压约-3.8V,这与栅漏电荷Qgd的充放电过程相对应。电容特性随VDS变化的趋势显示,输入电容Ciss在VDS=0V时约4200pF,随VDS增大至-40V时降至约2400pF;输出电容Coss和反向传输电容Crss均随VDS增大而单调递减,这符合沟槽MOSFET的电容-电压特性规律。安全操作区(SOA)曲线覆盖了从DC到100µs脉冲宽度的多种工作模式,在单脉冲条件下器件可承受更高的电流和电压组合,DC条件下在VDS=-10V时最大电流约-50A,在VDS=-100V时最大电流约-3A。热瞬态阻抗曲线显示,在单脉冲条件下,归一化热阻在1ms时约0.02,在10ms时约0.08,在100ms时约0.3,在1s时接近1.0。

在典型应用场景方面,RSTD50P10SL REVA凭借其-100V的耐压等级、极低的导通电阻、超高电流处理能力和P沟道结构,主要适用于工业DC/DC变换器、电源管理、负载开关和高侧开关应用。在工业DC/DC变换器应用中,该器件可作为同步整流管或主开关管使用,-100V的耐压等级可覆盖24V至48V工业总线电压范围,留有充足的电压裕量以应对变压器漏感引起的电压尖峰;在VGS=-10V驱动条件下,40mΩ的导通电阻在-30A电流下产生约36W的导通损耗,配合1.1°C/W的极低结壳热阻和TO-252-2封装的大面积散热焊盘,通过合理的散热设计可满足数百瓦级功率转换的需求。在电源管理应用中,P沟道MOSFET的天然高侧开关特性使其成为Buck变换器上管开关的理想选择,无需额外的电荷泵或自举电路即可实现电源通断控制,简化了驱动电路设计。在负载开关应用中,该器件的-50A连续电流能力可满足超大电流负载的供电需求,182mJ的超高雪崩能量保证了器件在感性负载关断时的雪崩耐受能力。在电机驱动和电磁阀控制应用中,-100V的耐压等级可覆盖24V和48V直流电机系统,-152A的脉冲电流能力可应对电机启动时的浪涌电流。此外,在5G基站电源、服务器电源、电动汽车辅助电源和工业自动化等新兴应用中,RSTD50P10SL REVA的低导通电阻和高电流能力有助于提升系统效率和功率密度,其TO-252-2封装提供了良好的散热性能和机械强度,适合通过回流焊工艺进行自动化生产。

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