深入解析 onsemi NVMFS5C677NL 功率 MOSFET

在电子设计领域，功率 MOSFET 作为关键元件，对电路性能起着至关重要的作用。今天，我们将深入探讨 onsemi 公司的 NVMFS5C677NL 功率 MOSFET，详细了解其特性、参数及应用场景。

文件下载：NVMFS5C677NL-D.PDF

一、产品概述

NVMFS5C677NL 是一款单通道 N 沟道功率 MOSFET，具备 60V 的耐压能力，最大漏源导通电阻 (R_{DS(on)}) 在 10V 栅源电压下为 15.0 mΩ，在 4.5V 栅源电压下为 21.5 mΩ，最大连续漏极电流 (I_D) 可达 36A。其小尺寸（5x6 mm）封装设计，非常适合紧凑型设计需求。

二、产品特性

（一）紧凑设计

采用 5x6 mm 的小尺寸封装，为紧凑型设计提供了可能，在空间有限的电路板上也能轻松布局。这对于一些对空间要求较高的应用，如便携式设备、小型电源模块等，具有很大的优势。

（二）低导通损耗

低 (R_{DS(on)}) 特性能够有效降低导通损耗，提高电路的效率。在高功率应用中，这一特性可以减少发热，延长设备的使用寿命。例如，在电源转换电路中，低导通损耗可以降低能量损耗，提高电源的转换效率。

（三）低驱动损耗

低 (Q_G) 和电容特性有助于减少驱动损耗，降低对驱动电路的要求。这意味着可以使用更简单、更高效的驱动电路，降低系统成本。

（四）可焊侧翼选项

NVMFS5C677NLWF 提供可焊侧翼选项，增强了光学检测能力，提高了焊接质量和可靠性。在大规模生产中，这一特性可以提高生产效率和产品良率。

（五）汽车级认证

该器件通过了 AEC - Q101 认证，并具备 PPAP 能力，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的应用场景。同时，它还符合无铅和 RoHS 标准，满足环保要求。

三、最大额定值

（一）电压和电流额定值

• 漏源电压 (V{DSS}) 最大值为 60V，栅源电压 (V{GS}) 范围为 ±20V。
• 在不同温度条件下，连续漏极电流 (I_D) 有所不同。在 (T_C = 25^{circ}C) 时，(I_D) 为 36A；在 (T_C = 100^{circ}C) 时，(I_D) 为 25A；在 (T_A = 25^{circ}C) 时，(I_D) 为 11A；在 (T_A = 100^{circ}C) 时，(I_D) 为 7.8A。
• 脉冲漏极电流 (I_{DM}) 在 (T_A = 25^{circ}C)，脉冲宽度 (t_p = 10mu s) 时为 166A。

（二）功率和温度额定值

• 功率耗散 (P_D) 也随温度变化。在 (T_C = 25^{circ}C) 时，(P_D) 为 37W；在 (T_C = 100^{circ}C) 时，(P_D) 为 18W；在 (T_A = 25^{circ}C) 时，(P_D) 为 3.5W；在 (T_A = 100^{circ}C) 时，(P_D) 为 1.8W。
• 工作结温和存储温度范围为 - 55°C 至 +175°C。

（三）其他额定值

• 源极电流（体二极管）(I_S) 最大值为 31A。
• 单脉冲漏源雪崩能量 (E{AS})（(I{L(pk)} = 2.87A)）为 65 mJ。
• 焊接用引脚温度（距离外壳 1/8″，持续 10s）(T_L) 为 260°C。

四、电气特性

（一）关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_D = 250mu A) 时为 60V，其温度系数为 26 mV/°C（(T_J = 25^{circ}C) 至 125°C）。
• 零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(V_{DS} = 60V) 时，最大值为 100 nA。
• 栅源泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{DS} = 0V)，(V_{GS} = 20V) 时，最大值为 100 nA。

（二）导通特性

在不同的测试条件下，(R{DS(on)}) 有所不同。例如，在 (V{GS} = 4.5V)，(ID = 10A) 时，(R{DS(on)}) 为 27.5 mΩ；在 (V_{DS} = 15V)，(ID = 15A) 时，(R{DS(on)}) 为 21.5 mΩ。

（三）电荷和电容特性

• 输入电容 (C{Iss}) 在 (V{GS} = 0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS} = 25V) 时为 620 pF。
• 输出电容 (C{oss}) 为 340 pF，反向传输电容 (C{rss}) 为 7 pF。
• 总栅极电荷 (Q{G(TOT)}) 在不同的栅源电压和漏源电压条件下有所不同。例如，在 (V{GS} = 4.5V)，(V_{DS} = 48V)，(ID = 10A) 时，(Q{G(TOT)}) 为 4.5 nC；在 (V{GS} = 10V)，(V{DS} = 48V)，(ID = 10A) 时，(Q{G(TOT)}) 为 9.7 nC。

（四）开关特性

开关特性与工作结温无关。在 (I_D = 10A)，(R_G = 1Omega) 的条件下，开关时间 (t) 为 7 ns。

（五）漏源二极管特性

• 正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_S = 10A) 时，(T = 25^{circ}C) 时为 0.85 - 1.2V，(T = 125^{circ}C) 时为 0.72V。
• 反向恢复时间 (t{RR}) 在 (V{GS} = 0V)，(dI_S/dt = 100A/mu s)，(I_S = 10A) 时为 23.8 ns，其中充电时间 (t_a) 为 11.9 ns，放电时间 (tb) 为 11.8 ns，反向恢复电荷 (Q{RR}) 为 11.6 nC。

五、典型特性

（一）导通区域特性

从图 1 可以看出，在不同的栅源电压下，漏极电流 (ID) 随漏源电压 (V{DS}) 的变化情况。随着栅源电压的增加，漏极电流也相应增加。

（二）传输特性

图 2 展示了在不同结温下，漏极电流 (ID) 随栅源电压 (V{GS}) 的变化关系。可以看到，结温对传输特性有一定的影响。

（三）导通电阻与栅源电压和漏极电流的关系

图 3 和图 4 分别显示了导通电阻 (R{DS(on)}) 与栅源电压 (V{GS}) 和漏极电流 (I_D) 的关系。随着栅源电压的增加，导通电阻减小；随着漏极电流的增加，导通电阻也会发生变化。

（四）导通电阻随温度的变化

图 5 表明，导通电阻 (R_{DS(on)}) 随结温的升高而增加。在设计电路时，需要考虑这一特性对电路性能的影响。

（五）漏源泄漏电流与电压的关系

图 6 显示了漏源泄漏电流 (I{DSS}) 随漏源电压 (V{DS}) 的变化情况。在不同的结温下，泄漏电流也有所不同。

（六）电容变化特性

图 7 展示了输入电容 (C{Iss})、输出电容 (C{oss}) 和反向传输电容 (C{rss}) 随漏源电压 (V{DS}) 的变化关系。这些电容特性对 MOSFET 的开关性能有重要影响。

（七）栅源电荷与总电荷的关系

图 8 显示了栅源电荷 (Q{GS}) 和栅漏电荷 (Q{GD}) 与总栅极电荷 (Q_{G}) 的关系。了解这些电荷特性有助于优化驱动电路的设计。

（八）电阻性开关时间与栅极电阻的关系

图 9 表明，电阻性开关时间随栅极电阻 (R_G) 的变化情况。在设计开关电路时，需要根据实际需求选择合适的栅极电阻。

（九）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 (V_{SD}) 随源极电流 (I_S) 的变化情况。在不同的结温下，正向电压也有所不同。

（十）最大额定正向偏置安全工作区

图 11 给出了在不同脉冲时间下，漏极电流 (ID) 与漏源电压 (V{DS}) 的关系，确定了器件的最大额定正向偏置安全工作区。

（十一）峰值电流与雪崩时间的关系

图 12 显示了峰值电流 (I_{PEAK}) 与雪崩时间的关系，对于评估器件在雪崩情况下的性能非常重要。

（十二）热特性

图 13 展示了不同占空比下，热阻 (R(t)) 随脉冲时间的变化情况。在设计散热系统时，需要考虑这些热特性。

六、订购信息

NVMFS5C677NL 有两种封装可供选择：	器件型号	标记	封装	包装方式
NVMFS5C677NLT1G	5C677L	DFN5（无铅）	1500 / 卷带包装
NVMFS5C677NLWFT1G	677LWF	DFNW5（无铅，可焊侧翼）	1500 / 卷带包装

七、机械尺寸

文档中详细给出了 DFN5 和 DFNW5 两种封装的机械尺寸图和相关尺寸参数，包括长度、宽度、高度、引脚间距等。在进行电路板设计时，需要根据这些尺寸信息来合理布局 MOSFET。

八、总结

onsemi 的 NVMFS5C677NL 功率 MOSFET 以其紧凑的设计、低导通损耗、低驱动损耗等特性，在众多电子应用中具有很大的优势。通过深入了解其特性、参数和典型特性，电子工程师可以更好地将其应用于实际电路设计中。在设计过程中，需要根据具体的应用需求，合理选择器件的工作条件和参数，以确保电路的性能和可靠性。同时，还需要注意器件的散热设计，以保证其在正常工作温度范围内运行。大家在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的选型和设计问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。