安森美NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET深度解析

在电力电子领域，碳化硅（SiC）MOSFET凭借其卓越的性能正逐渐成为众多应用的首选功率器件。安森美（onsemi）推出的NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET，更是在性能和可靠性方面表现出色。今天，我们就来详细解析这款器件。

文件下载：onsemi NTH4L028N170M1 1700V EliteSiC MOSFET.pdf

产品概述

NTH4L028N170M1是一款N沟道碳化硅MOSFET，采用TO - 247 - 4L封装。其具备1700V的漏源击穿电压（V(BR)DSS），典型导通电阻（Typ. RDS(on)）在VGS = 20V时为28mΩ，最大连续漏极电流（ID）在TC = 25°C时可达81A。这种高耐压、低电阻和大电流承载能力的特性，使其非常适合用于高压、高功率的应用场景。

碳化硅MOSFET在高压高功率场景中具有显著优势。与传统的硅基MOSFET相比，碳化硅MOSFET具有更低的导通电阻，这意味着在相同的电流下，其导通损耗更小，能够有效提高系统效率。在高功率密度状况下，碳化硅MOSFET的导通电阻较低，在同样的输出功率下，损耗更低。

同时，碳化硅MOSFET的开关速度更快，开关损耗也较小，当通过硬开关方式控制时，开关损耗可以忽略不计，适合高频应用。其还具备更好的热工稳定性和抗辐射性能，即使在高温环境下，其导通和开关特性也不会受到明显影响，能承受更高的电压和电流，适用于高功率密度应用场合。

产品特性

低导通电阻与低栅极电荷

典型的导通电阻（Typ. RDS(on)）为28mΩ（VGS = 20V），低导通电阻可降低导通损耗，提高系统效率。超低的栅极电荷（QG(tot) = 200nC），有助于减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度。

高速开关与低电容

具有低电容特性（Coss = 200pF），使得器件在开关过程中能够快速充放电，实现高速开关，降低开关损耗，提高系统的工作频率。

雪崩测试与环保特性

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。并且该器件无铅且符合RoHS标准，满足环保要求。

主要参数

最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	VDSS	1700	V
栅源电压	VGS	-15/+25	V
推荐栅源电压（TC < 175°C）	VGSop	-5/+20	V
连续漏极电流（TC = 25°C）	ID	81	A
稳态功率耗散（TC = 25°C）	PD	535	W
连续漏极电流（TC = 100°C）	ID	57	A
稳态功率耗散（TC = 100°C）	PD	267	W
脉冲漏极电流（TC = 25°C）	IDM	363	A
工作结温和存储温度范围	TJ, Tstg	-55 to +175	°C
源极电流（体二极管）	IS	124	A
单脉冲漏源雪崩能量（IL(pk) = 30 A, L = 1 mH）	EAS	450	mJ
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8″，5s）	TL	300	°C

热特性

结到外壳的稳态热阻（ReJc）为0.28°C/W，较低的热阻有利于热量的散发，保证器件在工作过程中的温度稳定性。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（V(BR)DSS）：在VGs = 0V，I = 1mA时，最小值为1700V，具有正的温度系数（V(BR)DSS/TJ = 0.46V/°C），温度升高时，击穿电压也会相应增加。
• 零栅压漏极电流（IDss）：在VGs = 0V，VDs = 1700V时，TJ = 25℃时最大值为100μA，TJ = 175℃时最大值为1mA。
• 栅源泄漏电流（lGss）：在VGs = +25/-15V，Vos = 0V时，最大值为±1μA。

导通特性

• 栅极阈值电压（VGS(TH)）：在VGs = Vps，ID = 20 mA时，最小值为1.8V，典型值为2.75V，最大值为4.3V。
• 推荐栅极电压（VGOP）：范围为 -5/+20V。
• 漏源导通电阻（Rps(on)）：在Vcs = 20 V，ID = 60 A，TJ = 25℃时，典型值为28mΩ，最大值为40mΩ；TJ = 175℃时，典型值为57mΩ。
• 正向跨导（gFS）：在Vps = 20V，I = 60 A时，典型值为31S。

开关特性

• 开通延迟时间（td(ON)）：为47ns。
• 上升时间（tr）：为18ns。
• 关断延迟时间（td(OFF)）：为121ns。
• 下降时间（tf）：为13ns。
• 开通开关损耗（EON）：为1311μJ。
• 关断开关损耗（EOFF）：为683μJ。
• 总开关损耗（Etot）：为1994μJ。

源 - 漏二极管特性

• 连续源 - 漏二极管正向电流（IsD）：在VGs = -5V，TJ = 25°C时，最大值为124A。
• 脉冲源 - 漏二极管正向电流（ISDM）：最大值为363A。
• 正向二极管电压（VsD）：在VGs = -5V，Isp = 60 A，TJ = 25℃时，典型值为4.3V。
• 反向恢复时间（tRR）：为34ns。
• 反向恢复电荷（QRR）：为263nC。

典型应用

该器件适用于多种典型应用场景，如UPS（不间断电源）、DC - DC转换器和升压转换器等。在这些应用中，NTH4L028N170M1的高耐压、低损耗和高速开关特性能够充分发挥优势，提高系统的性能和效率。

机械封装

采用TO - 247 - 4L封装（CASE 340CJ），该封装具有一定的机械稳定性和散热性能。其详细的尺寸参数如下：

尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.80	5.00	5.20
A1	2.10	2.40	2.70
A2	1.80	2.00	2.20
b	1.07	1.20	1.33
b1	1.20	1.40	1.60
b2	2.02	2.22	2.42
C	0.50	0.60	0.70
D	22.34	22.54	22.74
D1	16.00	16.25	16.50
D2	0.97	1.17	1.37
e	2.54 BSC	-	-
e1	5.08 BSC	-	-
E	15.40	15.60	15.80
E1	12.80	13.00	13.20
E/2	4.80	5.00	5.20
L	18.22	18.42	18.62
L1	2.42	2.62	2.82
p	3.40	3.60	3.80
p1	6.60	6.80	7.00
Q	5.97	6.17	6.37
S	5.97	6.17	6.37

在实际应用中，工程师们需要根据具体的电路设计要求，合理选择器件的工作参数和散热方案，以充分发挥NTH4L028N170M1碳化硅MOSFET的性能优势。大家在使用这款器件的过程中，有没有遇到过一些特殊的问题或者有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。