Onsemi NTMFS3D2N10MD N沟道功率MOSFET深度解析

Onsemi NTMFS3D2N10MD N沟道功率MOSFET深度解析

在电子设计领域，MOSFET是不可或缺的关键元件。今天，我们来详细探讨Onsemi公司的NTMFS3D2N10MD这款N沟道功率MOSFET，看看它在实际应用中能为我们带来哪些优势。

文件下载：onsemi NTMFS3D2N10MD N 通道 MOSFET.pdf

产品特性

• 先进技术带来低损耗：采用屏蔽栅MOSFET技术，显著降低了导通电阻$R{DS(on)}$，从而有效减少了传导损耗。同时，低$Q{G}$和电容特性也大大降低了驱动损耗，让整个系统的效率得到提升。
• 优秀的二极管性能：具有低$Q{RR}$和软恢复体二极管，这有助于减少反向恢复过程中的能量损耗和电压尖峰，提高系统的稳定性。此外，低$Q{oss}$特性还能改善轻载效率，使得设备在不同负载条件下都能保持良好的性能。
• 环保合规：这款MOSFET是无铅、无卤素/无溴化阻燃剂（BFR）、无铍的，并且符合RoHS标准，满足了环保设计的要求。

典型应用

• 隔离式DC - DC转换器：可作为初级开关，在电源转换过程中发挥重要作用，实现高效的电压转换和功率传输。
• 同步整流：在DC - DC和AC - DC转换器中，以及AC - DC适配器（如USB PD）中，用于同步整流，提高整流效率，减少能量损耗。
• 负载开关和保护应用：可作为负载开关、热插拔开关和ORing开关，实现对电路的灵活控制和保护。
• 电机和逆变器应用：适用于无刷直流（BLDC）电机和太阳能逆变器，为电机驱动和能量转换提供可靠的支持。

最大额定值

参数	条件	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（$T_{c}=25^{\circ}C$稳态）	-	$I_{D}$	142	A
功率耗散（$T_{c}=25^{\circ}C$稳态）	-	$P_{D}$	155	W
连续漏极电流（$T_{A}=25^{\circ}C$稳态）	-	$I_{D}$	19	A
功率耗散（$T_{A}=25^{\circ}C$稳态）	-	$P_{D}$	2.8	W
脉冲漏极电流（$T_{A}=25^{\circ}C$，$t = 10\mu s$）	-	$I_{DM}$	879	A
工作结温和存储温度范围	-	$T{J}$，$T{stg}$	-55 至 +150	$^{\circ}C$
源极电流（体二极管）	-	$I_{S}$	129	A
单脉冲漏源雪崩能量（$I_{AV}=22A$）	-	$E_{AS}$	726	mJ
引脚焊接回流温度（距外壳1/8英寸，10s）	-	$T_{L}$	300	$^{\circ}C$

需要注意的是，超过最大额定值可能会对器件造成损坏，影响其功能和可靠性。

热阻额定值

参数	符号	值	单位
结到壳热阻（稳态）	$R_{\theta JC}$	0.8	$^{\circ}C/W$
结到环境热阻（稳态）	$R_{\theta JA}$	45.2	$^{\circ}C/W$

热阻会受到整个应用环境的影响，并非恒定值，且仅在特定条件下有效。

电气特性

• 关断特性：漏源击穿电压$V{(BR)DSS}$在$V{GS}=0V$，$I{D}=250\mu A$时为100V，其温度系数为$30mV/^{\circ}C$。零栅压漏电流$I{DSS}$在$T{J}=25^{\circ}C$时为$1.0\mu A$，在$T{J}=125^{\circ}C$时为$100\mu A$。栅源泄漏电流$I{GSS}$在$V{DS}=0V$，$V_{GS}=20V$时为$100nA$。
• 导通特性：栅极阈值电压$V{GS(TH)}$在$V{GS}=V{DS}$，$I{D}=316\mu A$时为 2 - 4V，其阈值温度系数为$-8.1mV/^{\circ}C$。漏源导通电阻$R{DS(on)}$在$V{GS}=10V$，$I{D}=50A$时为 2.9 - 3.5mΩ，在$V{GS}=6V$，$I{D}=30.5A$时为 4.3 - 5.8mΩ。正向跨导$g{FS}$在$V{DS}=8V$，$I{D}=50A$时为 115S，栅极电阻$R{G}$在$T{A}=25^{\circ}C$时为 0.6 - 1.25Ω。
• 电荷和电容特性：输入电容$C{ISS}$在$V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V{DS}=50V$时为 3900pF，输出电容$C{OSS}$为 1100pF，反向传输电容$C{RSS}$为 24pF。输出电荷$Q{OSS}$在$V{GS}=0V$，$V{DS}=50V$时为 81nC，总栅极电荷$Q{G(TOT)}$在不同条件下有不同的值，如$V{GS}=6V$，$V{DS}=50V$，$I{D}=50A$时为 29nC，$V{GS}=10V$，$V{DS}=50V$，$I{D}=50A$时为 48 - 71.3nC。栅源电荷$Q{GS}$为 19nC，栅漏电荷$Q{GD}$为 8 - 11.8nC，平台电压$V{GP}$为 5V。
• 开关特性：开通延迟时间$t{d(ON)}$在$V{GS}=10V$，$V{DS}=50V$，$I{D}=50A$，$R{G}=6\Omega$时为 26.1ns，上升时间$t{r}$为 7.2ns，关断延迟时间$t{d(OFF)}$为 39ns，下降时间$t{f}$为 6.3ns。
• 漏源二极管特性：正向二极管电压$V{SD}$在$V{GS}=0V$，$I{S}=50A$时，$T{J}=25^{\circ}C$为 0.83V，$T{J}=125^{\circ}C$为 0.70V。反向恢复时间$t{RR}$和反向恢复电荷$Q{RR}$在不同条件下有不同值，如$V{GS}=0V$，$dI{S}/dt = 1000A/s$，$I{S}=30.5A$时，$t{RR}=31ns$，$Q{RR}=271nC$；$V{GS}=0V$，$dI{S}/dt = 100A/s$，$I{S}=50A$时，$t{RR}=60ns$，$Q_{RR}=74nC$。

典型特性曲线

文档中提供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和漏极电流的关系、导通电阻随温度的变化、电容变化、栅源和漏源电压与总电荷的关系、电阻性开关时间随栅极电阻的变化、二极管正向电压与电流的关系、正向偏置安全工作区、非钳位电感开关能力以及瞬态热阻抗等曲线。通过这些曲线，我们可以更直观地了解该MOSFET在不同工作条件下的性能表现，为电路设计提供重要参考。

封装尺寸

该MOSFET采用DFN5（SO - 8FL）封装，文档详细给出了其封装尺寸的具体参数，包括各个尺寸的最小值、标称值和最大值。同时，还提供了推荐的安装 footprint图，方便工程师进行电路板的设计和布局。

总结

Onsemi的NTMFS3D2N10MD N沟道功率MOSFET以其低损耗、高性能和环保合规等特性，在众多应用领域中具有很大的优势。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，结合器件的最大额定值、热阻特性和电气特性等参数，合理选择和使用这款MOSFET，以确保电路的性能和可靠性。大家在使用这款MOSFET的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。