安森美100V双N沟道MOSFET：NVMJD036N10MCL深度解析

在电子设计领域，MOSFET作为关键元件，对于提升电路性能起着至关重要的作用。今天要给大家介绍的是安森美（onsemi）推出的一款100V双N沟道MOSFET——NVMJD036N10MCL，它在紧凑设计、降低损耗等方面具有显著优势。

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产品特性亮点

紧凑设计

NVMJD036N10MCL采用了5x6 mm的小尺寸封装，这对于追求紧凑设计的应用场景来说是一个极大的优势。在如今电子产品不断追求小型化的趋势下，这种小尺寸封装能够有效节省电路板空间，为设计更小巧的产品提供了可能。你是否在设计中也遇到过空间紧张的问题呢？这种小尺寸MOSFET或许能为你解决难题。

低损耗特性

• 低导通电阻（(R_{DS(on)})）：低(R_{DS(on)})能够最大程度地减少传导损耗，提高电路的效率。在高功率应用中，这一特性可以降低功耗，减少发热，延长设备的使用寿命。
• 低栅极电荷（(Q_{G})）和电容：低(Q_{G})和电容有助于降低驱动损耗，使MOSFET能够更快速地开关，提高电路的响应速度。这对于高频应用尤为重要，能够有效提升系统的性能。

可靠性与合规性

该产品通过了AEC - Q101认证，具备PPAP能力，并且符合RoHS标准，是无铅、无卤、无铍的环保产品。这意味着它在汽车等对可靠性和环保要求较高的应用中也能可靠使用。

关键参数解读

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	100	V
栅源电压	(V_{GS})	(pm20)	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	21	A
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	15	A
稳态功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	36	W
稳态功率耗散（(T_{C}=100^{circ}C)）	(P_{D})	18	W
脉冲漏极电流（(T{A}=25^{circ}C)，(t{p}=10mu s)）	(I_{DM})	81	A
工作结温和存储温度范围	(T{J})，(T{stg})	(-55) 至 (+175)	°C
源极电流（体二极管）	(I_{S})	27.5	A
单脉冲漏源雪崩能量（(I_{L(pk)} = 0.9 A)）	(E_{AS})	98	mJ
引脚焊接温度（距外壳1/8″，10 s）	(T_{L})	260	°C

这些参数为我们在设计电路时提供了重要的参考依据。例如，在选择电源电路时，需要根据(I{D})和(P{D})来确定MOSFET是否能够满足负载要求；而(T{J})和(T{stg})则决定了MOSFET在不同环境温度下的工作稳定性。

热阻额定值

参数	符号	值	单位
结到壳稳态热阻（注1）	(R_{JC})	4.19	°C/W
结到环境稳态热阻（注2）	(R_{JA})	47.3	°C/W

注：1. 整个应用环境会影响热阻值，它们不是常数，仅在特定条件下有效。2. 采用1平方英寸焊盘尺寸、1盎司铜焊盘，表面贴装在FR4板上。

热阻是衡量MOSFET散热性能的重要指标。在设计散热系统时，需要根据热阻和功率耗散来计算MOSFET的结温，确保其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（(V_{(BR)DSS})）：在(V{GS} = 0 V)，(I{D} = 250mu A)时，(V_{(BR)DSS})为100V，这表明MOSFET在承受一定电压时能够保持关断状态，防止电流泄漏。
• 漏源击穿电压温度系数：为54.8 mV/°C，这意味着随着温度的升高，漏源击穿电压会有所变化，在设计时需要考虑温度对其性能的影响。
• 零栅压漏极电流（(I_{DSS})）：在(V{GS} = 0 V)，(V{DS} = 100 V)，(T{J} = 25^{circ}C)时，(I{DSS})为1.0(mu A)；在(T{J} = 125^{circ}C)时，(I{DSS})为100(mu A)。这反映了MOSFET在关断状态下的漏电流情况，漏电流越小，说明MOSFET的关断性能越好。
• 栅源泄漏电流（(I_{GSS})）：在(V{DS} = 0 V)，(V{GS} = 20 V)时，(I_{GSS})为100 nA，这表明栅源之间的泄漏电流非常小，能够保证MOSFET的正常工作。

导通特性

• 栅极阈值电压（(V_{GS(TH)})）：在(V{GS} = V{DS})，(I{D} = 26 A)时，(V{GS(TH)})的范围为1.0 - 3.0 V，典型值为1.6 V。这是MOSFET开始导通的临界电压，在设计驱动电路时需要根据这个参数来确定合适的驱动电压。
• 阈值温度系数：为 - 1.2 mV/°C，说明随着温度的升高，栅极阈值电压会降低，这在温度变化较大的环境中需要特别注意。
• 漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）：在(V{GS} = 10 V)，(I{D} = 5 A)时，(R{DS(on)})的典型值为36 m(Omega)；在(V{GS} = 4.5 V)，(I{D} = 5 A)时，(R{DS(on)})的典型值为60 m(Omega)。低(R_{DS(on)})能够减少传导损耗，提高电路效率。
• 正向跨导（(g_{FS})）：在(V{DS} = 5 V)，(I{D} = 5 A)时，(g_{FS})为17.5 S，它反映了MOSFET对输入信号的放大能力。

电荷与电容特性

• 输入电容（(C_{ISS})）：在(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz)，(V{DS} = 50 V)时，(C_{ISS})为496 pF。输入电容会影响MOSFET的开关速度，电容越小，开关速度越快。
• 输出电容（(C_{OSS})）：为208 pF，输出电容会影响MOSFET的输出特性。
• 反向传输电容（(C_{RSS})）：为3 pF，它会影响MOSFET的反馈特性。
• 总栅极电荷（(Q_{G(TOT)})）：在(V{GS} = 4.5 V)，(V{DS} = 80 V)，(I{D} = 5 A)时，(Q{G(TOT)})为3.5 nC；在(V{GS} = 10 V)，(V{DS} = 80 V)，(I{D} = 5 A)时，(Q{G(TOT)})为7.4 nC。总栅极电荷会影响MOSFET的驱动能力和开关速度。

开关特性

在(V{GS} = 10 V)，(V{DS} = 80 V)，(I{D} = 5 A)，(R{G} = 6Omega)的条件下：

• 开通延迟时间（(t_{d(ON)})）为6.6 ns。
• 上升时间（(t_{r})）为2.1 ns。
• 关断延迟时间（(t_{d(OFF)})）为14.1 ns。
• 下降时间（(t_{f})）为3.8 ns。

这些开关特性参数对于高频应用非常重要，它们决定了MOSFET的开关速度和效率。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压（(V_{SD})）：在(V{GS} = 0 V)，(I{S} = 5 A)，(T{J} = 25^{circ}C)时，(V{SD})的范围为0.85 - 1.2 V；在(T{J} = 125^{circ}C)时，(V{SD})的范围为0.73 - 1.2 V。
• 反向恢复时间（(t_{RR})）：在(V{GS} = 0 V)，(dI{S}/dt = 100 A/mu s)，(I{S} = 5 A)时，(t{RR})为25.9 ns。
• 反向恢复电荷（(Q_{RR})）：为15.9 nC。

这些参数对于理解MOSFET内部二极管的性能非常重要，在一些需要利用二极管特性的电路中，需要根据这些参数来进行设计。

典型特性曲线分析

导通区域特性

从图1可以看出，在不同的(V{GS})下，漏极电流(I{D})与源漏电压(V_{SD})的关系。这有助于我们了解MOSFET在导通状态下的工作特性，从而合理选择工作点。

导通电阻与栅源电压关系

图3展示了导通电阻(R{DS(on)})与栅源电压(V{GS})的关系。可以看到，随着(V{GS})的增加，(R{DS(on)})逐渐减小。在设计时，我们可以根据需要选择合适的(V_{GS})来降低导通电阻，提高电路效率。

导通电阻随温度变化

图5显示了导通电阻(R{DS(on)})随结温(T{J})的变化情况。随着温度的升高，(R_{DS(on)})会有所增加，这在高温环境下需要特别注意，可能需要采取散热措施来保证MOSFET的性能。

转移特性

图2展示了漏极电流(I{D})与栅源电压(V{GS})的关系，反映了MOSFET的放大特性。通过这个曲线，我们可以确定MOSFET的工作区域和增益。

导通电阻与漏极电流和栅极电压关系

图4显示了导通电阻(R{DS(on)})与漏极电流(I{D})和栅极电压(V{GS})的关系。在不同的(V{GS})下，(R{DS(on)})随(I{D})的变化情况不同，这对于设计不同负载电流的电路非常重要。

漏源泄漏电流与电压关系

图6展示了漏源泄漏电流(I{DSS})与漏源电压(V{DS})的关系。在不同的温度下，泄漏电流会有所变化，这对于要求低泄漏电流的应用场景需要特别关注。

电容变化特性

图7显示了电容(C)随漏源电压(V{DS})的变化情况。不同的电容（如(C{OSS})）在不同的电压下有不同的变化趋势，这对于理解MOSFET的高频特性非常重要。

栅源与总电荷关系

图8展示了栅源电荷(Q{gs})和栅漏电荷(Q{gd})与总栅极电荷(Q_{g})的关系。这有助于我们了解MOSFET的充电过程和驱动要求。

电阻性开关时间与栅极电阻关系

图9显示了开关时间（如(t{d(on)})和(t{d(off)})）与栅极电阻(R{G})的关系。通过调整(R{G})，可以优化MOSFET的开关速度。

二极管正向电压与电流关系

图10展示了二极管正向电压(V{SD})与源极电流(I{S})的关系。在不同的温度下，正向电压会有所变化，这对于利用MOSFET内部二极管的电路设计非常重要。

最大额定正向偏置安全工作区

图11展示了最大额定正向偏置安全工作区，它规定了MOSFET在不同电压和电流下的安全工作范围。在设计电路时，必须确保MOSFET的工作点在这个安全区内，以避免损坏器件。

最大漏极电流与雪崩时间关系

图12展示了最大漏极电流与雪崩时间的关系。在雪崩情况下，MOSFET能够承受的最大电流与时间有关，这对于保护MOSFET在异常情况下的安全非常重要。

热响应特性

图13展示了热阻(R(t))随脉冲时间的变化情况。在不同的占空比下，热阻会有所不同，这对于设计散热系统和确定MOSFET的最大功率耗散非常重要。

封装尺寸与订购信息

该产品采用LFPAK8 5.15x6.15 CASE 760AF封装，文档中提供了详细的封装尺寸图和推荐的焊盘尺寸。同时，订购信息显示，NVMJD036N10MCLTWG为无铅产品，采用带盘包装，每盘3000个。

总结

NVMJD036N10MCL是一款性能优异的100V双N沟道MOSFET，具有小尺寸、低损耗、高可靠性等优点。通过对其关键参数和典型特性的分析，我们可以更好地了解该产品的性能和应用场景。在实际设计中，我们需要根据具体的需求，合理选择MOSFET的工作参数，确保电路的性能和可靠性。你在使用MOSFET时是否也遇到过一些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。