探索 onsemi NTP360N80S3Z 800V N 沟道功率 MOSFET

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，它广泛应用于各种电源转换和开关电路中。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 NTP360N80S3Z 800V N 沟道功率 MOSFET，了解其特性、应用以及在实际设计中的注意事项。

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一、产品概述

NTP360N80S3Z 属于 onsemi 的 800V SUPERFET III MOSFET 高性能系列。该系列专为反激式转换器的初级开关进行了优化，能够在不牺牲 EMI 性能的前提下，实现更低的开关损耗和更低的外壳温度。此外，内部齐纳二极管显著提高了 ESD 能力，使得该 MOSFET 在各种应用中更加可靠。

二、关键特性

1. 低导通电阻

典型的 (R{DS(on)}) 为 300 mΩ，最大 (R{DS(on)}) 为 360 mΩ，这意味着在导通状态下，MOSFET 的功率损耗较低，能够提高电路的效率。

2. 超低栅极电荷

典型的 (Q_{g}=25.3 nC)，低栅极电荷可以减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度，从而降低开关损耗。

3. 输出电容存储能量低

在 400V 时，(E_{oss}=2.72 μJ)，低存储能量有助于减少开关过程中的能量损失，提高效率。

4. 雪崩测试

100% 经过雪崩测试，这表明该 MOSFET 在雪崩状态下具有良好的可靠性和稳定性。

5. ESD 能力增强

内部齐纳二极管显著提高了 ESD 能力，能够有效保护 MOSFET 免受静电放电的损害。

6. RoHS 合规

符合 RoHS 标准，环保无污染。

三、应用领域

NTP360N80S3Z 适用于多种应用场景，包括但不限于：

• 适配器/充电器：如笔记本电脑适配器，能够提供高效的电源转换。
• LED 照明：在 LED 驱动电路中，实现高效的功率转换和稳定的电流控制。
• 辅助电源：为各种设备提供稳定的辅助电源。
• 音频设备：在音频功率放大器中，确保音频信号的高质量放大。
• 工业电源：满足工业设备对电源的高要求。

四、电气特性

1. 绝对最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	800	V
栅源电压（DC）	(V_{GS})	+20	V
栅源电压（AC，f > 1Hz）	(V_{GS})	+30	V
连续漏极电流（(T_{C}=25°C)）	(I_{D})	13	A
连续漏极电流（(T_{C}=100°C)）	(I_{D})	8.2	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	32.5	A
单脉冲雪崩能量	(E_{AS})	40	mJ
雪崩电流	(I_{AS})	2.0	A
重复雪崩能量	(E_{AR})	0.96	mJ
MOSFET dv/dt	(dv/dt)	100	V/ns
峰值二极管恢复 dv/dt		10	V/ns
功率耗散（(T_{C}=25°C)）	(P_{D})	96	W
25°C 以上降额		0.768	W/°C
工作和存储温度范围	(T{J},T{STG})	-55 至 +150	°C
引脚焊接温度（距外壳 1/8"，10 秒）	(T_{L})	260	°C

2. 电气特性（(T_{J}=25°C)）

• 关断特性：
  • 漏源击穿电压 (B{V DSS})：在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=1 mA)，(T{J}=25°C) 时为 800V；在 (T_{J}=150°C) 时为 900V。
  • 零栅压漏极电流 (I{DSS})：在 (V{DS}=800 V)，(V{GS}=0 V) 时为 1 μA；在 (V{DS}=640 V)，(T_{C}=125°C) 时为 0.8 μA。
  • 栅体泄漏电流 (I{GSS})：在 (V{GS}=±20 V)，(V_{DS}=0 V) 时为 1 μA。
• 导通特性：
  • 栅极阈值电压 (V{GS(th)})：在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=0.3 mA) 时为 2.2 - 3.8V。
  • 静态漏源导通电阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS}=10 V)，(I_{D}=6.5 A) 时为 300 - 360 mΩ。
  • 正向跨导 (g{FS})：在 (V{DS}=20 V)，(I_{D}=6.5 A) 时为 13.8 S。
• 动态特性：
  • 输入电容 (C{iss})：在 (V{DS}=400 V)，(V_{GS}=0 V)，(f = 250 kHz) 时为 1143 pF。
  • 输出电容 (C_{oss})：为 18.1 pF。
  • 有效输出电容 (C{oss(eff.)})：在 (V{DS}=0 V) 至 400 V，(V_{GS}=0 V) 时为 236.4 pF。
  • 能量相关输出电容 (C{oss(er.)})：在 (V{DS}=0 V) 至 400 V，(V_{GS}=0 V) 时为 34 pF。
  • 总栅极电荷 (Q{g(tot)})：在 (V{DS}=400 V)，(I{D}=6.5 A)，(V{GS}=10 V) 时为 25.3 nC。
  • 栅源栅极电荷 (Q_{gs})：为 5.3 nC。
  • 栅漏“米勒”电荷 (Q_{gd})：为 8.3 nC。
  • 等效串联电阻 (ESR)：在 (f = 1 MHz) 时为 4 Ω。
• 开关特性：
  • 导通延迟时间 (t{d(on)})：在 (V{DD}=400 V)，(I{D}=6.5 A)，(V{GS}=10 V)，(R_{g}=25 Ω) 时为 21.2 ns。
  • 导通上升时间 (t_{r})：为 18.5 ns。
  • 关断延迟时间 (t_{d(off)})：为 110 ns。
  • 关断下降时间 (t_{f})：为 17.7 ns。
• 源漏二极管特性：
  • 最大连续源漏二极管正向电流 (I_{S})：为 13 A。
  • 最大脉冲源漏二极管正向电流 (I_{SM})：为 32.5 A。
  • 源漏二极管正向电压 (V{SD})：在 (V{GS}=0 V)，(I_{SD}=6.5 A) 时为 1.2 V。
  • 反向恢复时间 (t{rr})：在 (V{GS}=0 V)，(I{SD}=3.25 A)，(dI{F}/dt = 100 A/μs) 时为 370 ns。
  • 反向恢复电荷 (Q_{rr})：为 3.0 μC。

五、典型特性曲线

文档中提供了多个典型特性曲线，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻与漏极电流的关系、二极管正向电压与电流的关系、电容特性、栅极电荷特性、归一化 (B{V DSS}) 与温度的关系、导通电阻变化与温度的关系、安全工作区、(E{oss}) 与漏源电压的关系以及瞬态热阻抗等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解 MOSFET 在不同条件下的性能，从而进行更优化的设计。

六、封装和订购信息

NTP360N80S3Z 采用 TO - 220 封装，包装方式为管装，每管 50 个。

七、设计注意事项

在使用 NTP360N80S3Z 进行设计时，需要注意以下几点：

1. 散热设计：由于 MOSFET 在工作过程中会产生一定的热量，因此需要合理设计散热系统，确保 MOSFET 的结温在安全范围内。
2. 驱动电路设计：合适的驱动电路可以确保 MOSFET 快速、可靠地开关，减少开关损耗。
3. 保护电路设计：为了防止 MOSFET 受到过压、过流、静电等损害，需要设计相应的保护电路。

八、总结

onsemi 的 NTP360N80S3Z 800V N 沟道功率 MOSFET 具有低导通电阻、超低栅极电荷、低输出电容存储能量等优点，适用于多种应用场景。在设计过程中，工程师需要充分了解其电气特性和典型特性曲线，合理设计散热、驱动和保护电路，以确保 MOSFET 的性能和可靠性。你在使用这款 MOSFET 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。