Onsemi NVD5C434N N沟道功率MOSFET深度解析

在电子工程师的日常设计工作中，MOSFET是一个经常会用到的关键器件。今天我们就来深入了解一下Onsemi公司的NVD5C434N N沟道功率MOSFET，看看它有哪些特性和优势。

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产品概述

NVD5C434N是一款40V、2.1mΩ、163A的N沟道MOSFET。它具有低导通电阻（$R{DS(on)}$）和低栅极电荷（$Q{G}$）及电容的特点，能够有效降低导通损耗和驱动损耗。而且，该器件通过了AEC - Q101认证，具备PPAP能力，符合Pb - Free、Halogen Free/BFR Free以及RoHS标准。

关键参数

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	$V_{DSS}$	40	V
栅源电压	$V_{GS}$	20	V
连续漏极电流（$T_{C}=25^{circ}C$）	$I_{D}$	163	A
连续漏极电流（$T_{C}=100^{circ}C$）	$I_{D}$	115	A
功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$）	$P_{D}$	117	W
功率耗散（$T_{C}=100^{circ}C$）	$P_{D}$	58	W
连续漏极电流（$T_{A}=25^{circ}C$）	$I_{D}$	26	A
连续漏极电流（$T_{A}=100^{circ}C$）	$I_{D}$	22	A
功率耗散（$T_{A}=25^{circ}C$）	$P_{D}$	3.2	W
功率耗散（$T_{A}=100^{circ}C$）	$P_{D}$	2.2	W
脉冲漏极电流（$T{A}=25^{circ}C$，$t{p}=10mu s$）	$I_{DM}$	900	A
工作结温和存储温度范围	$T{J}$，$T{stg}$	- 55 to 175	$^{circ}C$
源极电流（体二极管）	$I_{S}$	130	A
单脉冲漏源雪崩能量（$T{J}=25^{circ}C$，$I{L(pk)} = 25A$）	$E_{AS}$	420	mJ
焊接用引脚温度（距外壳1/8英寸，10s）	$T_{L}$	260	$^{circ}C$

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压$V{(BR)DSS}$：在$V{GS}=0V$，$I_{D}=250mu A$时为40V。
• 漏源击穿电压温度系数$V{(BR)DSS}/T{J}$：18mV/$^{circ}C$。
• 零栅压漏极电流$I{DSS}$：$T{J}=25^{circ}C$时为10μA，$T_{J}=125^{circ}C$时为250μA。
• 栅源泄漏电流$I{GSS}$：在$V{DS}=0V$，$V_{GS}=20V$时为100nA。

导通特性

• 栅极阈值电压$V{GS(TH)}$：在$V{GS}=V{DS}$，$I{D}=250mu A$时，范围为2.0 - 4.0V。
• 负阈值温度系数$V{GS(TH)}/T{J}$：7.9mV/$^{circ}C$。
• 漏源导通电阻$R{DS(on)}$：在$V{GS}=10V$，$I_{D}=50A$时，典型值为1.7mΩ，最大值为2.1mΩ。
• 正向跨导$g{fs}$：在$V{DS}=3V$，$I_{D}=50A$时，典型值为155S。

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容$C{iss}$：在$V{GS}=0V$，$f = 1.0MHz$，$V_{DS}=25V$时为5400pF。
• 输出电容$C_{oss}$：3000pF。
• 反向传输电容$C_{rss}$：71pF。
• 总栅极电荷$Q{G(TOT)}$：在$V{GS}=10V$，$V{DS}=32V$，$I{D}=50A$时为80.6nC。
• 阈值栅极电荷$Q_{G(TH)}$：15.2nC。
• 栅源电荷$Q_{GS}$：25.2nC。
• 栅漏电荷$Q_{GD}$：15.4nC。
• 平台电压$V_{GP}$：4.8V。

开关特性

• 开启延迟时间$t_{d(on)}$：15ns。
• 上升时间$t{r}$：在$V{GS}=10V$，$V{DS}=32V$，$I{D}=50A$，$R_{G}=2.5Omega$时为78ns。
• 下降时间$t_{f}$：14ns。

漏源二极管特性

• 正向二极管电压$V{SD}$：$T{J}=25^{circ}C$，$V{GS}=0V$，$I{S}=50A$时，范围为0.8 - 1.2V；$T_{J}=125^{circ}C$时为0.7V。
• 反向恢复时间$t{rr}$：在$V{GS}=0V$，$di{S}/dt = 100A/mu s$，$I{S}=50A$时为73ns。
• 充电时间$t_{a}$：36ns。
• 放电时间$t_{b}$：37ns。
• 电荷$Q_{rr}$：120nC。

典型特性曲线

文档中给出了多个典型特性曲线，这些曲线对于我们了解器件在不同条件下的性能非常有帮助。

• 导通区域特性曲线：展示了不同栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。
• 传输特性曲线：体现了不同结温下，漏极电流与栅源电压的关系。
• 导通电阻与栅源电压曲线：可以看到导通电阻随栅源电压的变化情况。
• 导通电阻与漏极电流和栅极电压曲线：有助于我们分析导通电阻在不同漏极电流和栅极电压下的变化。
• 导通电阻随温度变化曲线：了解导通电阻随温度的变化趋势。
• 漏源泄漏电流与电压曲线：展示了漏源泄漏电流与漏源电压的关系。
• 电容变化曲线：体现了输入、输出和反向传输电容随漏源电压的变化。
• 栅源与总电荷曲线：有助于分析栅源电荷与总栅极电荷的关系。
• 电阻性开关时间变化与栅极电阻曲线：可以看到开关时间随栅极电阻的变化情况。
• 二极管正向电压与电流曲线：了解二极管正向电压与电流的关系。
• 最大额定正向偏置安全工作区曲线：确定器件在不同条件下的安全工作范围。
• $I_{PEAK}$与雪崩时间曲线：分析峰值电流与雪崩时间的关系。
• 热特性曲线：展示了不同占空比下热阻随脉冲时间的变化。

封装与订购信息

NVD5C434N采用DPAK3封装，订购编号为NVD5C434NT4G，每卷2500个。对于封装的具体尺寸和引脚分配等信息，文档中也有详细说明。在设计PCB时，我们需要根据这些信息来进行布局和布线，以确保器件能够正常工作。

总结

Onsemi的NVD5C434N N沟道功率MOSFET凭借其低导通电阻、低栅极电荷和电容等特性，在功率转换等应用中具有很大的优势。通过对其各项参数和典型特性的了解，我们可以更好地将其应用到实际设计中。不过，在使用过程中，我们也需要注意器件的最大额定值，避免超过其极限参数，以保证器件的可靠性和稳定性。各位工程师在实际应用中，不妨多思考如何充分发挥该器件的优势，同时避免可能出现的问题。你在使用MOSFET时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。