onsemi NVTYS020N08HL N沟道功率MOSFET：特性与应用详解

作为电子工程师，在设计过程中，选择合适的功率MOSFET至关重要。今天就来详细介绍onsemi推出的NVTYS020N08HL N沟道功率MOSFET，探讨它的特性、参数以及在实际应用中的表现。

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产品概述

NVTYS020N08HL是一款单N沟道功率MOSFET，具备80V的漏源击穿电压（V(BR)DSS），最大漏极电流（ID MAX）可达30A，在10V栅源电压下，最大导通电阻（RDS(ON)）为20mΩ，在4.5V栅源电压下为25mΩ。其采用LFPAK8封装，尺寸仅为3.3 x 3.3 mm，非常适合紧凑型设计。

封装尺寸

产品特性亮点

紧凑设计

NVTYS020N08HL采用3.3 x 3.3 mm的小尺寸封装，为紧凑型设计提供了可能。在如今追求小型化、集成化的电子设备设计中，这样的小尺寸封装能够有效节省PCB空间，让产品设计更加灵活。

低导通损耗

该MOSFET具有较低的导通电阻（$R{DS(on)}$），在10V栅源电压下，$R{DS(on)}$最大为20mΩ；在4.5V栅源电压下，最大为25mΩ。低导通电阻可以减少电流通过时的能量损耗，提高电路的效率，降低发热，延长设备的使用寿命。大家不妨思考一下，在一个高功率的电路中，低导通电阻能为我们节省多少电能呢？

低电容特性

其低电容特性有助于减少驱动损耗。在高频开关应用中，电容的充放电会消耗一定的能量，低电容可以降低这部分损耗，提高开关速度，从而提升整个系统的性能。

汽车级标准

产品经过AEC - Q101认证且具备PPAP能力，这意味着它符合汽车电子的严格标准，可应用于汽车电子系统中，如发动机控制单元、车载充电器等，为汽车电子的可靠性提供了保障。

环保合规

该器件为无铅产品，并且符合RoHS标准，满足环保要求，顺应了电子行业的发展趋势。

关键参数解读

最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	80	V
栅源电压	$V_{GS}$	+20	V
连续漏极电流（$T_c = 25^{\circ}C$）	$I_D$	30	A
功率耗散（$T_c = 25^{\circ}C$）	$P_D$	42	W
脉冲漏极电流（$T_A = 25^{\circ}C, t_p = 10\ \mu s$）	$I_{DM}$	123	A
工作结温和存储温度范围	$TJ, T{stg}$	-55 至 +175	$^{\circ}C$

这些参数规定了器件在正常工作时的极限条件，使用时应确保各项应力不超过这些额定值，否则可能会损坏器件，影响其可靠性。例如，如果漏极电流长时间超过额定值，可能会导致器件过热，甚至烧毁。

热阻参数

参数	符号	数值	单位
结到外壳热阻（稳态）	$R_{\theta JC}$	3.6	$^{\circ}C$/W
结到环境热阻（稳态）	$R_{\theta JA}$	47.6	$^{\circ}C$/W

热阻参数反映了器件散热的难易程度。在设计散热系统时，需要根据热阻和功率耗散来计算结温，确保结温在安全范围内。大家可以想一想，如何根据这些热阻参数来优化散热设计呢？

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：$V{(BR)DSS}$在$V{GS} = 0\ V$，$I_D = 250\ \mu A$时为80V，这是器件能够承受的最大漏源电压，超过该电压可能会导致器件击穿。
• 零栅压漏极电流：$I{DSS}$在$V{DS} = 80\ V$，$T_J = 25^{\circ}C$时为10 μA，$T_J = 125^{\circ}C$时为100 μA，该电流越小，说明器件在关断状态下的泄漏电流越小，功耗越低。

导通特性

• 栅极阈值电压：$V{GS(TH)}$在$V{GS} = V_{DS}$，$I_D = 30\ A$时为1.2 - 2.0V，这是使器件开始导通的最小栅源电压。
• 漏源导通电阻：$R{DS(on)}$在不同的栅源电压和漏极电流下有不同的值，如$V{GS} = 10\ V$，$ID = 10\ A$时为15.5 - 20 mΩ，$V{GS} = 4.5\ V$，$I_D = 10\ A$时为19.6 - 25 mΩ，该电阻越小，导通损耗越低。

电容和电荷特性

• 输入电容：$C{iss}$在$V{GS}=0\ V$，$f = 1\ MHz$，$V_{DS}=40\ V$时为610.5 pF，电容的大小会影响器件的开关速度和驱动功率。
• 总栅极电荷：$Q{G(TOT)}$在不同的测试条件下有不同的值，如$V{GS}= 10\ V$，$V_{DS} = 64\ V$，$I_D = 15\ A$时为12 nC，该电荷反映了驱动器件所需的电荷量。

典型特性曲线分析

文档中给出了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、转移特性、导通电阻与栅源电压关系等曲线。这些曲线可以帮助我们更好地理解器件在不同工作条件下的性能。例如，通过导通电阻与栅源电压关系曲线，我们可以直观地看到栅源电压对导通电阻的影响，从而选择合适的栅源电压来降低导通损耗。大家在实际应用中，可以根据这些曲线来优化电路设计，使器件工作在最佳状态。

应用建议

电路设计

在设计电路时，要根据器件的参数和特性来选择合适的工作条件。例如，在选择栅源电压时，要考虑导通电阻和驱动损耗的平衡；在设计驱动电路时，要确保能够提供足够的电流来快速充电和放电栅极电容，以提高开关速度。

散热设计

由于器件在工作过程中会产生热量，因此散热设计至关重要。可以根据热阻参数选择合适的散热片或散热方式，确保结温在安全范围内。比如，在高功率应用中，可以采用大面积的散热片或强制风冷的方式来提高散热效率。

保护措施

为了防止器件受到过压、过流、过热等损坏，建议在电路中添加相应的保护措施，如过压保护电路、过流保护电路、温度保护电路等。

NVTYS020N08HL是一款性能出色的N沟道功率MOSFET，具有紧凑设计、低导通损耗、低电容等优点，适用于多种应用场景。在实际应用中，我们要充分了解其参数和特性，合理设计电路和散热系统，添加必要的保护措施，以确保器件的可靠运行。希望这篇文章能对大家在使用这款MOSFET时有所帮助，大家在实际应用过程中遇到什么问题，欢迎一起交流探讨。