Onsemi NVMFS027N10MCL N沟道功率MOSFET深度解析

在电子设备的设计中，功率MOSFET扮演着至关重要的角色。今天我们要深入探讨的是Onsemi公司的NVMFS027N10MCL，一款100V、26mΩ、28A的单N沟道功率MOSFET，它在紧凑设计和高效性能方面有着出色的表现。

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产品特性

紧凑设计

NVMFS027N10MCL采用了小巧的5x6 mm封装，这种小尺寸的设计对于追求紧凑布局的电子设备来说非常友好，能够在有限的空间内实现更多功能，例如在一些便携设备的电源管理模块中，就可以充分利用其小尺寸优势。

低损耗性能

• 低导通电阻：该MOSFET具有低 (R_{DS(on)})，能够有效降低导通损耗，提高能源效率。在高功率应用中，低导通电阻可以减少发热，延长设备的使用寿命。
• 低栅极电荷和电容：低 (Q_{G}) 和电容有助于降低驱动损耗，使得驱动电路更加高效，减少了能量的浪费。

可靠性与合规性

• AEC - Q101认证：符合汽车级标准，具备良好的可靠性和稳定性，适用于汽车电子等对可靠性要求较高的应用场景。
• 环保合规：这些器件是无铅、无卤素/BFR且符合RoHS标准的，满足环保要求。

关键参数与性能

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})	±20	V
连续漏极电流（(R_{θJC})）	(I_{D})	46	A
连续漏极电流（(R_{θJA})）	(I_{D})	14	A
工作结温和存储温度	(T_{J})	-55 to +175	°C
脉冲漏极电流	(I_{DM})	140	A
雪崩电流	(I_{AS})	35	A
雪崩能量（(I_{L(pk)} = 1.3A)）	(E_{AS})	150	mJ
焊接引线温度（1/8" 从管壳10s）	(T_{L})	260	°C

热阻特性

参数	符号	值	单位
结到壳稳态热阻	(R_{θJC})	3.3	°C/W
结到环境稳态热阻	(R_{θJA})	42.4	°C/W

需要注意的是，整个应用环境会影响热阻值，这些值并非恒定不变，仅在特定条件下有效。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压：(V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_{D} = 250μA) 时为100V，并且具有正的温度系数（53mV/°C）。
• 零栅压漏极电流：(I{DSS}) 在 (V{DS} = 100V)，(V{GS} = 0V)，(T{J} = 125°C) 时最大为100μA。
• 栅源泄漏电流：(I{GSS}) 在 (V{DS} = 0V)，(V_{GS} = ±20V) 时最大为100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压：(V{GS(TH)}) 在 (V{GS} = V{DS})，(I{D} = 38A) 时为1 - 3V，且具有负的温度系数（-6mV/°C）。
• 漏源导通电阻：(R{DS(on)}) 在 (V{GS} = 10V)，(I{D} = 7A) 时为21 - 26mΩ；在 (V{GS} = 4.5V)，(I_{D} = 5A) 时为28 - 35mΩ。
• 正向跨导：(g{FS}) 在 (V{DS} = 10V)，(I_{D} = 7A) 时为25S。

电荷、电容与栅极电阻

• 输入电容：(C{ISS}) 在 (V{GS} = 0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS} = 50V) 时为800pF。
• 输出电容：(C_{OSS}) 在相同条件下为300pF。
• 反向传输电容：(C_{RSS}) 为40pF。
• 栅极电阻：(R_{G}) 为0.41Ω。
• 总栅极电荷：(Q{G(TOT)}) 在 (V{GS} = 4.5V)，(V{DS} = 50V)，(I{D} = 7A) 时为5.5nC；在 (V_{GS} = 10V) 时为11.5nC。

开关特性

• 导通延迟时间：(t_{d(ON)}) 为7.4ns。
• 上升时间：(t_{r}) 为2ns。
• 关断延迟时间：(t_{d(OFF)}) 为19ns。
• 下降时间：(t_{f}) 为2.9ns。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压：(V{SD}) 在 (V{GS} = 0V)，(I{S} = 7A)，(T{J} = 25°C) 时为0.84 - 1.3V；在 (T_{J} = 125°C) 时为0.73V。
• 反向恢复时间：(t_{RR}) 为28ns。
• 反向恢复电荷：(Q_{RR}) 为17nC。

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，不同栅源电压下，漏极电流随漏源电压的变化情况。这有助于工程师了解MOSFET在不同工作条件下的导通性能。

传输特性

图2展示了漏极电流与栅源电压的关系，在不同结温下，曲线有所不同。这对于设计人员在考虑温度影响时非常重要。

导通电阻特性

• 图3显示了导通电阻与栅源电压的关系，随着栅源电压的增加，导通电阻逐渐减小。
• 图4则展示了导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系，在不同栅极电压下，导通电阻随漏极电流的变化情况。
• 图5表明导通电阻随温度的变化，在不同温度下，导通电阻会有一定的变化。

漏源泄漏电流特性

图6展示了漏源泄漏电流与电压的关系，在不同结温下，泄漏电流的变化情况。

电容特性

图7显示了电容随漏源电压的变化，输入电容、输出电容和反向传输电容在不同电压下的变化趋势。

栅极电荷特性

图8展示了栅源和漏源电压与总栅极电荷的关系，有助于了解MOSFET的开关特性。

开关时间特性

图9显示了电阻性开关时间随栅极电阻的变化，对于优化驱动电路有重要意义。

二极管正向电压特性

图10展示了二极管正向电压与电流的关系，在不同结温下的特性。

安全工作区

图11给出了MOSFET的安全工作区，包括不同脉冲时间下的电流和电压限制，确保器件在安全范围内工作。

雪崩电流特性

图12展示了最大漏极电流与雪崩时间的关系，对于评估器件在雪崩情况下的性能有重要参考价值。

热响应特性

图13显示了热阻随脉冲时间的变化，有助于工程师在设计散热系统时进行参考。

订购信息

器件型号	标记	封装	包装
NVMFS027N10MCLT1G	027L10	DFN5 (Pb - Free)	1500 / Tape & Reel
NVMFWS027N10MCLT1G	027W10	DFN5 (Wettable Flank, Pb - Free)	1500 / Tape & Reel

封装尺寸

文档中详细给出了DFN5和DFNW5两种封装的尺寸信息，包括各个引脚的位置和尺寸公差等，为PCB设计提供了准确的参考。

Onsemi的NVMFS027N10MCL功率MOSFET凭借其紧凑的设计、低损耗性能和良好的可靠性，在众多应用领域具有广阔的前景。工程师在设计过程中，可以根据具体的应用需求，结合其各项参数和特性，合理选择和使用该器件。你在实际应用中是否使用过类似的MOSFET呢？遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。