onsemi NTB095N65S3HF MOSFET：高性能解决方案

在电子工程领域，MOSFET作为关键的功率器件，其性能的优劣直接影响着整个系统的效率和稳定性。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）的NTB095N65S3HF这款N沟道SUPERFET III FRFET MOSFET。

文件下载：NTB095N65S3HF-D.PDF

产品概述

NTB095N65S3HF属于安森美全新的高压超结（SJ）MOSFET家族——SUPERFET III。该家族采用了电荷平衡技术，具有出色的低导通电阻和低栅极电荷性能。这种先进技术旨在最大程度地减少传导损耗，提供卓越的开关性能，并能承受极高的dv/dt速率。因此，SUPERFET III MOSFET非常适合各种需要小型化和更高效率的电源系统。此外，SUPERFET III FRFET MOSFET优化了体二极管的反向恢复性能，可去除额外的组件，提高系统的可靠性。

关键特性

电气性能

• 耐压能力：在 (T{J}=150^{circ}C) 时，耐压可达700V，在 (T{C}=25^{circ}C) 时，漏源击穿电压 (BV_{DSS}) 最小值为650V。
• 导通电阻：典型的 (R{DS(on)}) 为80mΩ，在 (V{GS} = 10V)，(I_{D}= 18A) 时，最大值为95mΩ。
• 栅极电荷：超低的栅极电荷，典型的 (Q_{g}=66nC)，这有助于降低开关损耗，提高开关速度。
• 输出电容：低有效的输出电容，典型的 (C_{oss(eff.) }=569pF)，能减少开关过程中的能量损耗。
• 雪崩测试：经过100%雪崩测试，保证了器件在雪崩状态下的可靠性。
• 环保标准：这些器件无铅且符合RoHS标准。

其他特性

• 温度范围：工作和存储温度范围为 -55°C 至 +150°C，具有良好的温度适应性。
• 功率耗散：在 (T_{C}= 25°C) 时，功率耗散为272W，高于25°C时，每升高1°C，功率耗散降低2.176W。

应用领域

• 电信/服务器电源：在电信和服务器电源中，需要高效、稳定的功率转换，NTB095N65S3HF的低导通电阻和低栅极电荷特性可以提高电源的效率和稳定性。
• 工业电源：工业环境对电源的可靠性和性能要求较高，该MOSFET能够满足工业电源的需求。
• 电动汽车充电器：电动汽车充电器需要快速、高效的功率转换，NTB095N65S3HF的高性能可以满足这一要求。
• UPS/太阳能：在不间断电源和太阳能系统中，该MOSFET可以提高系统的效率和可靠性。

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于正确使用和设计电路至关重要。以下是一些关键的绝对最大额定值：	参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	650	V
栅源电压（DC）	(V_{GSS})（DC）	+30	V
栅源电压（AC，f>1Hz）	(V_{GSS})（AC）	±30	V
连续漏极电流（(T_{C}= 25^{circ}C)）	(I_{D})	36	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	22.8	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	90	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	440	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	4.6	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	2.72	mJ
MOSFET dv/dt	(dv/dt)	100	V/ns
峰值二极管恢复dv/dt		50	V/ns
功率耗散（(T_{C}= 25^{circ}C)）	(P_{D})	272	W
高于25°C的降额		2.176	W/°C
工作和存储温度范围	(T{J})、(T{STG})	-55 至 +150	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8"，5秒）	(T_{L})	300	°C

需要注意的是，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。

热特性

热特性对于功率器件的性能和可靠性至关重要。NTB095N65S3HF的热阻参数如下：	参数	符号	值	单位
结到外壳的热阻（最大值）	(R_{theta JC})	0.46	°C/W
结到环境的热阻（最大值）	(R_{theta JA})	40	°C/W

在实际应用中，需要根据这些热阻参数合理设计散热方案，以确保器件在安全的温度范围内工作。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：在 (V{GS} = 0V)，(I{D} = 1mA)，(T = 25°C) 时，(BV{DSS}) 最小值为650V；在 (V{GS} = 0V)，(I{D} = 1mA)，(T = 150°C) 时，(BV{DSS}) 为700V。
• 零栅极电压漏极电流：在 (V{DS} = 650V)，(V{GS} = 0V) 时，最大值为10μA；在 (V{DS} = 520V)，(T{C} = 125°C) 时，为97μA。
• 栅极到体泄漏电流：在 (V{GS}=+30V)，(V{DS} = 0V) 时，最大值为 ±100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压：在 (V{GS}= V{DS})，(I_{D} = 0.86mA) 时，范围为3.0V至5.0V。
• 静态漏源导通电阻：在 (V{GS} = 10V)，(I{D}= 18A) 时，典型值为80mΩ，最大值为95mΩ。
• 正向跨导：在 (V{DS} = 20V)，(I{D} = 18A) 时，典型值为17S。

动态特性

• 输入电容：在 (V{DS} = 400V)，(V{GS} = 0V)，(f = 1MHz) 时，(C_{iss}) 为2930pF。
• 输出电容：(C_{oss}) 为61pF。
• 有效输出电容：在 (V{DS} = 0V) 至400V，(V{GS} = 0V) 时，(C_{oss(eff.)}) 为569pF。
• 能量相关输出电容：在 (V{DS} = 0V) 至400V，(V{GS}= 0V) 时，(C_{oss(er)}) 为110pF。
• 总栅极电荷：在 (V{DS} = 400V)，(I{D} = 18A)，(V{GS} = 10V) 时，(Q{g(tot)}) 为66nC。
• 栅源栅极电荷：(Q_{gs}) 为21nC。
• 栅漏“米勒”电荷：(Q_{gd}) 为25nC。
• 等效串联电阻：在 (f = 1MHz) 时，(ESR) 为2.4Ω。

开关特性

• 导通延迟时间：(t_{d(on)}) 为28ns。
• 导通上升时间：(t_{r}) 为28ns。
• 关断延迟时间：在 (V{DD} = 400V)，(I{D} = 18A)，(V{GS} = 10V)，(R{g}= 4.7Ω) 时，(t_{d(off)}) 为72ns。
• 关断下降时间：(t_{f}) 为24ns。

源漏二极管特性

• 最大连续源漏二极管正向电流：(I_{S}) 为36A。
• 最大脉冲源漏二极管正向电流：(I_{SM}) 为90A。
• 源漏二极管正向电压：在 (V{GS} = 0V)，(I{SD} = 18A) 时，为1.3V。
• 反向恢复时间：在 (V{DD} = 400V)，(I{SD} = 18A)，(dI{D}/dt = 100A/μs) 时，(t{rr}) 为106ns。
• 反向恢复电荷：(Q_{rr}) 为414nC。

典型特性曲线

文档中提供了多个典型特性曲线，这些曲线直观地展示了器件在不同条件下的性能：

• 导通区域特性：展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。
• 传输特性：体现了不同温度下，漏极电流与栅源电压的关系。
• 导通电阻变化特性：显示了导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化情况。
• 体二极管正向电压变化特性：展示了体二极管正向电压随源电流和温度的变化。
• 电容特性：给出了输入电容、输出电容等随漏源电压的变化曲线。
• 栅极电荷特性：体现了总栅极电荷与栅源电压的关系。
• 击穿电压变化特性：展示了漏源击穿电压随结温的变化。
• 导通电阻变化特性：显示了导通电阻随结温的变化。
• 最大安全工作区：定义了器件在不同条件下的安全工作范围。
• 最大漏极电流与外壳温度关系：展示了最大漏极电流随外壳温度的变化。
• Eoss与漏源电压关系：体现了输出电容存储的能量与漏源电压的关系。
• 瞬态热响应曲线：展示了不同占空比下，归一化有效瞬态热阻随脉冲持续时间的变化。

封装和订购信息

NTB095N65S3HF采用D2PAK封装，其封装尺寸和推荐的安装脚印在文档中有详细说明。订购信息可参考数据手册的第2页，产品以800个/卷带和卷轴的形式发货，卷轴尺寸为330mm，胶带宽度为24mm。

总结

安森美（onsemi）的NTB095N65S3HF MOSFET凭借其出色的性能和特性，为各种电源系统提供了高效、可靠的解决方案。在设计电路时，电子工程师需要充分考虑器件的各项参数和特性，合理选择和使用该器件，以确保系统的性能和可靠性。同时，要注意遵循器件的绝对最大额定值和热特性要求，避免因过度使用而损坏器件。大家在实际应用中，有没有遇到过类似MOSFET的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。