安森美NVMFS5H663NL/NLWF单通道N沟道MOSFET的特性与应用分析

在电子设计领域，MOSFET作为关键的功率开关器件，其性能直接影响着整个电路的效率和稳定性。今天我们来详细探讨安森美（onsemi）推出的NVMFS5H663NL和NVMFS5H663NLWF单通道N沟道MOSFET。

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产品特点

紧凑设计

NVMFS5H663NL和NVMFS5H663NLWF采用了5x6 mm的小尺寸封装，这对于追求紧凑设计的电子产品来说至关重要。在如今对空间要求越来越高的应用场景中，如便携式设备、小型电源模块等，这种小尺寸封装能够有效节省电路板空间，为产品的小型化设计提供了可能。

低损耗特性

• 低导通电阻（RDS(on)）：该MOSFET具有较低的导通电阻，在VGS = 10 V、ID = 20 A的条件下，RDS(on)典型值为5.8 - 7.2 mΩ；在VGS = 4.5 V、ID = 20 A时，RDS(on)典型值为8 - 10 mΩ。低导通电阻可以显著降低导通损耗，提高电路的效率，减少发热，延长设备的使用寿命。
• 低栅极电荷（QG）和电容：低QG和电容能够有效降低驱动损耗，减少开关过程中的能量损失，提高开关速度，使电路能够更快地响应信号变化。

汽车级标准

产品经过AEC - Q101认证，并且具备PPAP能力，这意味着它能够满足汽车电子应用的严格要求，适用于汽车电子系统中的各种功率开关应用，如电动座椅、车灯控制等。

环保特性

这些器件为无铅产品，并且符合RoHS标准，体现了安森美在环保方面的努力，也满足了全球对电子产品环保要求的趋势。

主要参数

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	VDSS	60	V
栅源电压	VGS	±20	V
连续漏极电流（TC = 25°C）	ID	67	A
连续漏极电流（TC = 100°C）	ID	47	A
功率耗散（TC = 25°C）	PD	63	W
功率耗散（TC = 100°C）	PD	31.3	W
脉冲漏极电流（TA = 25°C，tp = 10 s）	IDM	359	A
工作结温和存储温度	TJ, Tstg	-55 to +175	°C
源极电流（体二极管）	IS	52	A
单脉冲漏源雪崩能量（IL(pk) = 3.8 A）	EAS	274	mJ
焊接用引脚温度（1/8” 从管壳10 s）	TL	260	°C

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压（V(BR)DSS）：在VGS = 0 V、ID = 250 μA的条件下，V(BR)DSS最小值为60 V，温度系数为43 mV/°C。
• 零栅压漏极电流（IDSS）：在VGS = 0 V、VDS = 60 V的条件下，TJ = 25°C时，IDSS最大值为10 μA；TJ = 125°C时，IDSS最大值为250 μA。
• 栅源泄漏电流（IGSS）：在VDS = 0 V、VGS = 20 V的条件下，IGSS最大值为100 nA。

导通特性

• 栅极阈值电压（VGS(TH)）：在VGS = VDS、ID = 56 A的条件下，VGS(TH)典型值为1.2 - 2.0 V，阈值温度系数为 -5.6 mV/°C。
• 漏源导通电阻（RDS(on)）：在不同的VGS和ID条件下有不同的值，如VGS = 10 V、ID = 20 A时，RDS(on)典型值为5.8 - 7.2 mΩ；VGS = 4.5 V、ID = 20 A时，RDS(on)典型值为8 - 10 mΩ。
• 正向跨导（gFS）：在VDS = 15 V、ID = 20 A的条件下，gFS典型值为64 S。

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容（CISS）：在VGS = 0 V、f = 1 MHz、VDS = 30 V的条件下，CISS典型值为1131 pF。
• 输出电容（COSS）：在相同条件下，COSS典型值为213 pF。
• 反向传输电容（CRSS）：典型值为7.5 pF。
• 输出电荷（QOSS）：在VGS = 0 V、VDD = 30 V的条件下，QOSS典型值为18 nC。
• 总栅极电荷（QG(TOT)）：在VGS = 4.5 V、VDS = 30 V、ID = 20 A时，QG(TOT)典型值为8 nC；在VGS = 10 V、VDS = 30 V、ID = 20 A时，QG(TOT)典型值为17 nC。
• 阈值栅极电荷（QG(TH)）：典型值为2.2 nC。
• 栅源电荷（QGS）：典型值为3.8 nC。
• 栅漏电荷（QGD）：典型值为1.4 nC。
• 平台电压（VGP）：典型值为3.1 V。

开关特性

参数	描述	测试条件	典型值	单位
td(ON)	开启延迟时间	VGs = 4.5 V, Vps = 48 V, ID = 20 A, RG = 2.5 Ω	13.4	ns
tr	上升时间	VGs = 4.5 V, Vps = 48 V, ID = 20 A, RG = 2.5 Ω	52.7	ns
td(OFF)	关断延迟时间	VGs = 4.5 V, Vps = 48 V, ID = 20 A, RG = 2.5 Ω	26.2	ns
tf	下降时间	VGs = 4.5 V, Vps = 48 V, ID = 20 A, RG = 2.5 Ω	9.5	ns

漏源二极管特性

参数	描述	测试条件	TJ = 25°C	TJ = 125°C	单位
VSD	正向二极管电压	VGs = 0 V, Is = 20 A	0.84 - 1.2	0.70	V
tRR	反向恢复时间	VGs = 0 V, dIs/dt = 100 A/μs, Is = 20 A		30.7	ns
ta	充电时间		17.7		ns
tb	放电时间		13.1		ns
QRR	反向恢复电荷		22.8		nC

典型特性曲线分析

导通区域特性

从图1的导通区域特性曲线可以看出，在不同的栅源电压下，漏极电流随漏源电压的变化情况。通过观察这些曲线，我们可以了解MOSFET在不同工作条件下的导通性能，为电路设计提供参考。

传输特性

图2的传输特性曲线展示了漏极电流与栅源电压之间的关系。在不同的结温下，曲线会有所变化，这对于考虑温度对MOSFET性能影响的设计非常重要。

导通电阻与栅源电压和漏极电流的关系

图3和图4分别展示了导通电阻与栅源电压以及导通电阻与漏极电流和栅源电压的关系。这些曲线可以帮助我们选择合适的栅源电压和漏极电流，以实现最小的导通电阻，从而降低导通损耗。

导通电阻随温度的变化

图5显示了导通电阻随结温的变化情况。随着温度的升高，导通电阻会增大，这在设计电路时需要考虑到，以确保在不同温度环境下电路的稳定性。

漏源泄漏电流与电压的关系

图6展示了漏源泄漏电流与漏源电压的关系。在不同的结温下，泄漏电流会有所不同，这对于对泄漏电流要求较高的应用场景，如低功耗电路，非常重要。

电容变化特性

图7显示了输入电容、输出电容和反向传输电容随漏源电压的变化情况。了解这些电容的变化特性，有助于优化MOSFET的驱动电路，提高开关速度和效率。

栅源电压与总电荷的关系

图8展示了栅源电压与总栅极电荷的关系。这对于设计MOSFET的驱动电路，确定合适的驱动电压和电荷，以实现快速开关非常重要。

电阻性开关时间随栅极电阻的变化

图9显示了电阻性开关时间随栅极电阻的变化情况。通过调整栅极电阻，可以控制MOSFET的开关速度，以满足不同应用的需求。

二极管正向电压与电流的关系

图10展示了二极管正向电压与电流的关系。在不同的结温下，正向电压会有所变化，这对于使用MOSFET体二极管的应用场景，如整流电路，非常重要。

最大额定正向偏置安全工作区

图11展示了MOSFET在不同的漏源电压和漏极电流下的安全工作区。在设计电路时，需要确保MOSFET的工作点在安全工作区内，以避免器件损坏。

峰值电流与雪崩时间的关系

图12展示了峰值电流与雪崩时间的关系。这对于考虑MOSFET在雪崩情况下的性能非常重要，以确保在异常情况下器件的可靠性。

热特性

图13展示了热阻随脉冲时间和占空比的变化情况。了解热特性对于设计散热系统，确保MOSFET在正常工作温度范围内非常重要。

封装与订购信息

封装

NVMFS5H663NL采用DFN5（SO - 8FL）封装，NVMFS5H663NLWF采用DFNW5封装，DFNW5封装具有可焊侧翼设计，有助于在安装过程中形成焊脚，提高光学检测的效果。

订购信息

器件型号	标记	封装	包装
NVMFS5H663NLT1G	5H663L	DFN5（无铅）	1,500 / 卷带包装
NVMFS5H663NLWFT1G	663LWF	DFNW5（无铅，可焊侧翼）	1,500 / 卷带包装

总结

安森美NVMFS5H663NL和NVMFS5H663NLWF单通道N沟道MOSFET以其紧凑的设计、低损耗特性、汽车级标准和环保特性，为电子工程师在设计功率开关电路时提供了一个优秀的选择。通过深入了解其参数和典型特性曲线，我们可以更好地将其应用于各种电子设备中，提高电路的性能和可靠性。在实际应用中，你是否遇到过类似MOSFET的选型和应用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。