Onsemi NVMFD027N10MCL双N沟道MOSFET：设计利器解析

作为电子工程师，在设计电路时，选择合适的MOSFET至关重要。今天就来详细聊聊Onsemi的NVMFD027N10MCL，一款100V、26mΩ、28A的双N沟道功率MOSFET，看看它有哪些特性值得我们关注。

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一、器件特性亮点

紧凑设计优势

NVMFD027N10MCL采用了5x6 mm的小尺寸封装，这对于追求紧凑设计的项目来说简直是福音。在如今电子产品不断向小型化发展的趋势下，这种小尺寸MOSFET能够有效节省PCB空间，让电路板的布局更加合理。

低损耗特性

它具有低 $R{DS(on)}$ 特性，这可以最大程度地减少传导损耗。想象一下，在一个高功率的电路中，如果MOSFET的导通电阻过大，那么在导通状态下就会有大量的能量以热量的形式损耗掉。而NVMFD027N10MCL的低 $R{DS(on)}$ 特性，能够让电路更加高效地工作。同时，低 $Q_{G}$ 和电容特性也能减少驱动损耗，进一步提高整个系统的效率。

汽车级标准与环保特性

该器件通过了AEC - Q101认证，具备PPAP能力，这意味着它可以应用于汽车电子等对可靠性要求极高的领域。而且，它是无铅、无卤、无铍的，并且符合RoHS标准，满足环保要求，让我们在设计环保型产品时也能放心使用。

典型应用

二、关键参数解读

最大额定值

最大额定值是我们在使用MOSFET时必须要关注的参数，它规定了器件能够承受的最大应力。以下是一些重要的最大额定值参数：	参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	100	V
栅源电压	$V_{GS}$	+20	V
连续漏极电流（$T_{C}=25^{\circ}C$）	$I_{D}$	28	A
功率耗散（$T_{C}=25^{\circ}C$）	$P_{D}$	46	W
脉冲漏极电流（$T_{A}=25^{\circ}C$，$t = 10\mu s$）	$I_{DM}$	115	A
工作结温和存储温度范围	$T{J}$、$T{stg}$	-55 至 +175	$^{\circ}C$

需要注意的是，如果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。

热阻额定值

热阻是衡量器件散热能力的重要指标。NVMFD027N10MCL的热阻值会受到整个应用环境的影响，并非固定常数。例如，在表面贴装于FR4板上，使用1平方英寸、2盎司铜箔焊盘的情况下，结到壳的稳态热阻 $R{θJC}$ 为3.29 $^{\circ}C$/W，结到环境的稳态热阻 $R{θJA}$ 为48 $^{\circ}C$/W。在设计散热系统时，我们需要根据实际的应用环境来合理考虑这些热阻参数。

三、电气特性分析

关断特性

在关断状态下，漏源击穿电压 $V{(BR)DSS}$ 是一个关键参数。当 $V{GS}=0V$，$I{D}=250\mu A$ 时，$V{(BR)DSS}$ 为100V。同时，漏源击穿电压温度系数为50mV/$^{\circ}C$，这意味着随着温度的升高，漏源击穿电压会有所增加。零栅压漏极电流 $I{DSS}$ 在不同温度下也有所不同，$T{J}=25^{\circ}C$ 时为1.0μA，$T_{J}=125^{\circ}C$ 时为100μA。

导通特性

导通特性方面，栅极阈值电压 $V{GS(TH)}$ 在 $I{D}=38A$ 时，范围为1 - 3V。阈值温度系数为 -5.4mV/$^{\circ}C$，意味着随着温度升高，阈值电压会降低。漏源导通电阻 $R{DS(on)}$ 则与栅源电压和漏极电流有关，当 $V{GS}=10V$，$I{D}=7A$ 时，$R{DS(on)}$ 典型值为21mΩ，最大值为26mΩ；当 $V{GS}=4.5V$，$I{D}=5A$ 时，典型值为28mΩ，最大值为35mΩ。

电荷与电容特性

输入电容 $C{iss}$、输出电容 $C{oss}$ 和反向传输电容 $C{RSS}$ 等参数会影响MOSFET的开关速度和驱动要求。例如，输入电容 $C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V{DS}=50V$ 时为720pF。总栅极电荷 $Q{G(TOT)}$ 也会随着栅源电压的不同而变化，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=50V$，$I{D}=7A$ 时为5.5nC；$V{GS}=10V$，$V{DS}=50V$，$I_{D}=7A$ 时为11nC。

开关特性

开关特性对于高频应用非常重要。该MOSFET的开通延迟时间 $t{d(ON)}$ 为7ns，上升时间 $t{r}$ 为2.5ns，关断延迟时间 $t{d(OFF)}$ 为19ns，下降时间 $t{f}$ 为3.2ns。这些参数表明它具有较快的开关速度，能够满足一些对开关频率要求较高的应用场景。

漏源二极管特性

漏源二极管的正向电压 $V{SD}$ 在不同温度下有所不同，$T{J}=25^{\circ}C$，$I{S}=7A$ 时为0.84 - 1.3V；$T{J}=125^{\circ}C$ 时为0.73V。反向恢复时间 $t{RR}$ 为28ns，反向恢复电荷 $Q{RR}$ 为17nC。

四、典型特性曲线参考

文档中还给出了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、传输特性、导通电阻与栅源电压关系、导通电阻与漏极电流和栅极电压关系、导通电阻随温度变化、漏源漏电流与电压关系、电容变化、栅源电压与总电荷关系、电阻性开关时间随栅极电阻变化、二极管正向电压与电流关系、最大额定正向偏置安全工作区、最大漏极电流与雪崩时间关系以及瞬态热阻抗等曲线。这些曲线能够帮助我们更直观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。

五、封装尺寸与订购信息

封装尺寸

NVMFD027N10MCL采用DFN8 5x6，1.27P双引脚（SO8FL - 双）封装，文档中详细给出了封装的尺寸参数，包括各个尺寸的最小值、最大值等。在进行PCB设计时，我们需要根据这些尺寸来合理安排焊盘和布局，确保器件能够正确安装和焊接。

订购信息

该器件有不同的型号可供选择，如NVMFD027N10MCLT1G采用DFN8（无铅）封装，每盘1500个；NVMFWD027N10MCLT1G（可焊侧翼）采用卷带包装。如果需要了解卷带规格的详细信息，可以参考相关的包装规格手册。

六、总结与思考

总的来说，Onsemi的NVMFD027N10MCL双N沟道MOSFET具有紧凑设计、低损耗、符合汽车级标准和环保要求等诸多优点，在功率电路设计中具有很大的应用潜力。但是，在实际使用过程中，我们也需要根据具体的应用场景来合理选择和使用。例如，在高功率、高频的应用中，我们需要更加关注其开关特性和热性能；在对空间要求较高的应用中，其小尺寸封装就成为了优势。那么，你在实际设计中遇到过哪些MOSFET选择和应用的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。