Onsemi NVBG190N65S3F MOSFET：高性能功率解决方案

在电子工程师的日常设计中，选择合适的功率器件至关重要。今天，我们就来深入了解一下 Onsemi 的 NVBG190N65S3F 这款 N 沟道、D2PAK - 7L 封装的 650V MOSFET，探讨它的特性、应用以及设计要点。

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产品概述

NVBG190N65S3F 属于 Onsemi 的 SUPERFET® III MOSFET 系列。这是全新的高压超结（SJ）MOSFET 家族，采用电荷平衡技术，具备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小化传导损耗，提供卓越的开关性能，并能承受极高的 dv/dt 速率，非常适合各种追求小型化和高效率的电力系统。

关键特性

电气性能

• 耐压与电流：该 MOSFET 的漏源极电压（VDSS）可达 650V，在 25°C 时连续漏极电流（ID）为 20A，在 100°C 时为 12.7A，脉冲漏极电流（IDM）可达 50A，能满足不同功率需求的应用。
• 导通电阻：典型的静态漏源导通电阻（RDS(on)）为 158 mΩ（最大值 190 mΩ），低导通电阻有助于降低功率损耗，提高系统效率。
• 栅极电荷：超低的栅极电荷（典型 (Q_{g}=36 nC)），可以减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度。
• 输出电容：低有效输出电容（典型 (C_{oss(eff.) }=339 pF)），有助于降低开关损耗，提高系统的整体性能。

可靠性

• 雪崩测试：经过 100% 雪崩测试，能在雪崩条件下可靠工作，增强了器件的稳定性和可靠性。
• 汽车级认证：符合 AEC - Q101 标准，具备 PPAP 能力，适用于汽车等对可靠性要求极高的应用场景。
• 环保标准：无铅且符合 RoHS 标准，符合环保要求。

封装优势

D2PAK 7 引脚封装提供 Kelvin 检测功能，允许更高的开关速度，并且能帮助设计师减小整体应用的尺寸。

典型应用

• 汽车车载充电器：在电动汽车的车载充电系统中，需要高效、可靠的功率器件来实现电能转换。NVBG190N65S3F 的高性能特性使其成为汽车车载充电器的理想选择。
• 电动汽车 DC/DC 转换器：为电动汽车的不同电压系统提供稳定的电源转换，该 MOSFET 能够满足高压、大电流的工作要求，确保系统的高效运行。

绝对最大额定值与热阻

绝对最大额定值

了解器件的绝对最大额定值对于确保其安全可靠运行至关重要。NVBG190N65S3F 的主要绝对最大额定值包括：

• 漏源电压（VDSS）：650V
• 栅源电压（VGS）：直流 ±30V，交流（f > 1 Hz）±30V
• 连续漏极电流（ID）：25°C 时 20A，100°C 时 12.7A
• 脉冲漏极电流（IDM）：50A
• 单脉冲雪崩能量（EAS）：220 mJ
• 雪崩电流（IAS）：2.8A
• 重复雪崩能量（EAR）：1.62 mJ
• dv/dt：100 V/ns
• 功率耗散（PD）：25°C 时 162W，25°C 以上降额 1.3 W/°C
• 工作结温和存储温度范围（TJ, Tstg）：-55 至 150°C
• 焊接时最大引脚温度（TL）：300°C（距离外壳 1/8″ 处，持续 5 秒）

热阻

热阻是衡量器件散热能力的重要指标。该 MOSFET 的结到外壳热阻（RθJC）最大为 0.77 °C/W，结到环境热阻（RθJA）最大为 40 °C/W。在设计散热系统时，需要根据实际应用场景和功率耗散来合理选择散热措施，以确保器件工作在安全的温度范围内。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（BVDSS）：在不同测试条件下有不同的值，如 VGS = 0 V，ID = 1 mA，TJ = 25°C 时为 650V；VGS = 0 V，ID = 10 mA，TJ = 150°C 时为 700V。
• 击穿电压温度系数（BVDSS/TJ）：ID = 20 mA 时，参考 25°C 为 - 0.61 V/°C。
• 零栅压漏极电流（IDSS）：VDS = 650 V，VGS = 0 V 时，最大值为 10 μA；VDS = 520 V，TC = 125°C 时，最大值为 128 μA。
• 栅体泄漏电流（IGSS）：VDS = 0 V，VGS = ±30 V 时，最大值为 ±100 nA。

导通特性

• 开启电压（VGS(th)）：VGs = Vps，Ip = 0.43 mA 时，最小值为 3.0V，最大值为 5.0V。
• 静态漏源导通电阻（RDS(on)）：VGs = 10V，Ip = 10A 时，典型值为 158 mΩ，最大值为 190 mΩ。
• 正向跨导（gFs）：VGs = 20 V，Ip = 10 A 时，典型值为 11 S。

动态特性

• 输入电容（Ciss）：Vps = 400 V，VGs = 0V，f = 1 MHz 时，典型值为 1710 pF。
• 输出电容（Coss）：典型值为 34 pF。
• 有效输出电容（Coss(eff.)）：Vps = 0 至 400 V，VGs = 0V 时，典型值为 339 pF。
• 能量相关输出电容（Coss(er.)）：Vps = 0 至 400 V，VGs = 0V 时，典型值为 58 pF。
• 总栅极电荷（Qg(total)）：Vps = 400 V，Ip = 10 A，VGs = 10V 时，典型值为 36 nC。
• 栅源栅极电荷（Qgs）：典型值为 10.6 nC。
• 栅漏“米勒”电荷（Qgd）：典型值为 14.5 nC。
• 等效串联电阻（ESR）：F = 1MHz 时，典型值为 1.7 Ω。

开关特性

在 VGS = 10 V 的条件下：

• 开启延迟时间（td(on)）：VDD = 400 V，D = 10A 时，典型值为 24 ns。
• 上升时间（tr）：VGS = 10 V，RG = 4.7 Ω 时，典型值为 15.7 ns。
• 关断延迟时间（td(off)）：典型值为 50 ns。
• 下降时间（tf）：典型值为 4.3 ns。

源漏二极管特性

• 最大连续源漏二极管正向电流（IS）：20 A。
• 最大脉冲源漏二极管正向电流（ISM）：50 A。
• 源漏二极管正向电压（VSD）：VGS = 0 V，ISD = 10 A 时，典型值为 1.3 V。
• 反向恢复时间（trr）：VGS = 0 V，ISD = 10 A，dIF/dt = 100 A/μs 时，典型值为 73 ns。
• 反向恢复电荷（Qrr）：典型值为 224 nC。

典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，包括导通区域特性、传输特性、导通电阻随漏极电流和栅极电压的变化、体二极管正向电压随源电流和温度的变化、电容特性、栅极电荷特性、击穿电压随温度的变化、导通电阻随温度的变化、最大安全工作区、最大漏极电流随外壳温度的变化、Eoss 随漏源电压的变化以及瞬态热响应等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能，从而进行合理的设计。

订购信息

NVBG190N65S3F 采用 D2PAK - 7L 封装，每卷 800 个。关于卷带规格的详细信息，可参考 Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。

设计建议

在使用 NVBG190N65S3F 进行设计时，需要注意以下几点：

• 散热设计：根据器件的功率耗散和热阻特性，合理设计散热系统，确保器件工作在安全的温度范围内。
• 驱动电路设计：考虑栅极电荷和开关特性，设计合适的驱动电路，以实现快速、可靠的开关动作。
• 布局设计：注意 PCB 布局，减少寄生电感和电容的影响，提高系统的稳定性和性能。

总之，Onsemi 的 NVBG190N65S3F MOSFET 以其出色的性能和可靠性，为电子工程师在功率设计方面提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计需求，充分利用器件的特性，合理设计电路，以实现高效、稳定的功率转换。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。