onsemi NVH4L095N065SC1碳化硅MOSFET：汽车电子应用的理想之选

在汽车电子领域，随着电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）的快速发展，对功率半导体器件的性能和可靠性提出了更高的要求。碳化硅（SiC）MOSFET凭借其优异的性能，成为了汽车电源系统中的关键组件。今天，我们就来详细探讨一下onsemi的NVH4L095N065SC1这款N沟道碳化硅MOSFET。

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产品概述

NVH4L095N065SC1采用TO247 - 4L封装，具备650V的耐压能力，适用于多种汽车电子应用，如车载充电器（On - Board Charger）和汽车DC/DC转换器等。它具有低导通电阻、低栅极电荷和低输出电容等特点，能够有效提高系统效率和功率密度。

关键特性

低导通电阻

该器件在不同栅源电压下具有不同的导通电阻。典型情况下，当$V{GS}=18V$时，$R{DS(on)} = 70m\Omega$；当$V{GS}=15V$时，$R{DS(on)} = 95m\Omega$。低导通电阻有助于降低功率损耗，提高系统效率。大家在实际应用中，是否考虑过如何根据不同的工作电压来选择合适的导通电阻，以达到最佳的效率呢？

超低栅极电荷和低输出电容

超低的栅极电荷（$Q{G(tot)} = 50nC$）和低输出电容（$C{oss}=89pF$）使得该MOSFET在开关过程中能够快速响应，减少开关损耗，提高开关频率。这对于提高系统的功率密度和动态性能非常重要。

雪崩测试和AEC - Q101认证

经过100%雪崩测试，确保了器件在异常情况下的可靠性。同时，该器件通过了AEC - Q101认证并具备PPAP能力，符合汽车级应用的严格要求。

环保特性

该器件无铅且符合RoHS标准，满足环保要求。

最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	650	V
栅源电压	$V_{GS}$	- 8/+22	V
推荐栅源电压（$T_c<175^{\circ}C$）	$V_{GSop}$	- 5/+18	V
连续漏极电流（$T_c = 25^{\circ}C$）	$I_D$	31	A
功率耗散（$T_c = 25^{\circ}C$）	$P_D$	129	W
连续漏极电流（$T_c = 100^{\circ}C$）	$I_D$	22	A
功率耗散（$T_c = 100^{\circ}C$）	$P_D$	64	W
脉冲漏极电流（$T_c = 25^{\circ}C$）	$I_{DM}$	97	A
工作结温和存储温度范围	$TJ$，$T{stg}$	- 55 to +175	$^{\circ}C$
源极电流（体二极管）	$I_S$	26	A
单脉冲漏源雪崩能量	$E_{AS}$	44	mJ
焊接最大引脚温度	$T_L$	260	$^{\circ}C$

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其可靠性。而且整个应用环境会影响热阻值，这些值并非恒定不变，仅在特定条件下有效。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：$V{(BR)DSS}=650V$（$V{GS}=0V$，$I_D = 1mA$），温度系数为$-0.15V/^{\circ}C$。
• 零栅压漏极电流：$I_{DSS}$在$T_J = 25^{\circ}C$时为$10\mu A$，在$T_J = 175^{\circ}C$时为$1mA$。
• 栅源泄漏电流：$I{GSS}$在$V{GS}= + 18/ - 5V$，$V_{DS}=0V$时为$250nA$。

导通特性

• 栅极阈值电压：$V{GS(TH)}$在$V{GS}=V_{DS}$，$I_D = 4mA$时，范围为$1.8 - 4.3V$。
• 推荐栅极电压：$V_{GOP}$为$-5/+18V$。
• 漏源导通电阻：在不同条件下有不同值，如$V_{GS}=15V$，$I_D = 12A$，$TJ = 25^{\circ}C$时为$95m\Omega$；$V{GS}=18V$，$I_D = 12A$，$TJ = 25^{\circ}C$时为$70 - 105m\Omega$；$V{GS}=18V$，$I_D = 12A$，$T_J = 175^{\circ}C$时为$85m\Omega$。
• 正向跨导：$g{FS}$在$V{DS}=10V$，$I_D = 12A$时为$6.9S$。

电荷、电容和栅极电阻

参数	测试条件	典型值	单位
输入电容	$V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V{DS}=325V$	956	pF
输出电容	-	89	pF
反向传输电容	-	7.8	pF
总栅极电荷	$V{GS}=-5/18V$，$V{DS}=520V$，$I_D = 12A$	50	nC
栅源电荷	-	14	nC
栅漏电荷	-	15	nC
栅极电阻	$f = 1MHz$	7.6	$\Omega$

开关特性

参数	测试条件	典型值	单位
开通延迟时间	$V_{GS}=-5/18V$	8	ns
上升时间	$V_{DS}=400V$，$I_D = 12A$	12	ns
关断延迟时间	$R_G = 2.2\Omega$，感性负载	20	ns
下降时间	-	9	ns
开通开关损耗	-	34	mJ
关断开关损耗	-	11	mJ
总开关损耗	-	45	mJ

漏源二极管特性

参数	测试条件	典型值	单位
连续漏源二极管正向电流	$V_{GS}=-5V$，$T_J = 25^{\circ}C$	26	A
脉冲漏源二极管正向电流	-	97	A
正向二极管电压	$V{GS}=-5V$，$I{SD}=12A$，$T_J = 25^{\circ}C$	4.5	V
反向恢复时间	$V{GS}=-5/18V$，$I{SD}=12A$，$di/dt = 1000A/\mu s$	15	ns
反向恢复电荷	-	62	nC
反向恢复能量	-	6.5	mJ
峰值反向恢复电流	-	8	A
充电时间	-	8	ns
放电时间	-	7	ns

典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，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壳体温度的关系、安全工作区和单脉冲最大功率耗散等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件的性能和特性，在实际应用中进行合理的设计和优化。

封装尺寸

该MOSFET采用TO - 247 - 4LD封装（CASE 340CJ），文档详细给出了封装的尺寸信息，所有尺寸单位为毫米，同时说明了一些注意事项，如无行业标准适用于该封装，尺寸不包括毛刺、模具飞边和连接条突出部分等。

总结

onsemi的NVH4L095N065SC1碳化硅MOSFET凭借其优异的性能和可靠的质量，为汽车电子应用提供了一个理想的解决方案。在设计汽车车载充电器和DC/DC转换器等应用时，工程师可以充分利用该器件的低导通电阻、低栅极电荷和低输出电容等特性，提高系统的效率和功率密度。同时，其经过雪崩测试和AEC - Q101认证，确保了在汽车级应用中的可靠性。不过，在实际应用中，工程师还需要根据具体的应用场景和要求，对器件的各项参数进行仔细评估和验证，以确保系统的性能和可靠性。大家在使用类似的MOSFET时，有没有遇到过一些挑战或者有什么独特的设计经验呢？欢迎在评论区分享。