深入解析 onsemi NVMFS5C612NL 功率 MOSFET

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，广泛应用于各种电源管理、电机驱动等电路中。今天我们就来深入了解一下 onsemi 推出的 NVMFS5C612NL 单通道 N 沟道功率 MOSFET。

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一、产品概述

NVMFS5C612NL 是 onsemi 生产的一款 60V、250A 的单通道 N 沟道功率 MOSFET，以其出色的性能和紧凑的设计，在众多应用场景中表现出色。该产品具有小尺寸封装、低导通电阻、低栅极电荷和电容等特点，能够有效降低导通损耗和驱动损耗。

二、产品特性

1. 紧凑设计

采用 5x6mm 的小尺寸封装，非常适合对空间要求较高的紧凑型设计，能够帮助工程师在有限的电路板空间内实现更多功能。

2. 低导通损耗

具备低 $R{DS(on)}$，在 10V 时最大 $R{DS(on)}$ 为 1.36mΩ，在 4.5V 时为 2.3mΩ，能够有效减少导通时的功率损耗，提高电路效率。

3. 低驱动损耗

低 $Q_{G}$ 和电容特性，可降低驱动损耗，减少驱动电路的功耗，提高整个系统的能效。

4. 可焊侧翼选项

NVMFS5C612NLWF 提供可焊侧翼选项，有助于增强光学检测效果，提高生产过程中的质量控制。

5. 汽车级认证

通过 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。

6. 环保合规

产品为无铅设计，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

三、关键参数

1. 最大额定值

参数	数值
$V_{(BR)DSS}$（漏源击穿电压）	60V
$R_{DS(on)}$（漏源导通电阻）	1.36mΩ @ 10V；2.3mΩ @ 4.5V
$I_{D MAX}$（最大漏极电流）	250A
$P_{D}$（功率损耗）	$T{C}=100^{circ}C$ 时为 167W；$T{A}=25^{circ}C$ 时为 38W；$T_{A}=100^{circ}C$ 时为 3.8W
$I_{DM}$（最大脉冲漏极电流）	900A
$T{J}, T{stg}$（结温和存储温度范围）	-55 至 175°C
$E_{AS}$（单脉冲漏源雪崩能量）	未给出具体数值（单位 mJ）

2. 电气特性

关断特性

• $V{(BR)DSS}$（漏源击穿电压）：在 $V{GS}=0V$，$I{D}=250A$，$T{J}=25^{circ}C$ 时为 60V，温度系数为 12.7mV/°C。
• $I{DSS}$（零栅压漏极电流）：在 $V{GS}=0V$，$V_{DS}=60V$ 时的数值未给出。
• $I{GSS}$（栅源泄漏电流）：在 $V{DS}=0V$，$V_{GS}=±16V$ 时为 ±100nA。

导通特性

• $V{GS(TH)}$（栅极阈值电压）：在 $V{GS}=V{DS}$，$I{D}=250A$ 时，最小值为 1.2V，最大值为 2.0V。
• $V_{GS(TH)TJ}$（阈值温度系数）：-5.76mV/°C。
• $R{DS(on)}$（漏源导通电阻）：在 $V{GS}=10V$，$I{D}=50A$ 时，典型值为 1.13mΩ，最大值为 1.36mΩ；在 $V{GS}=4.5V$，$I_{D}=50A$ 时，典型值为 1.65mΩ，最大值为 2.3mΩ。
• $g{fs}$（正向跨导）：在 $V{DS}=15V$，$I_{D}=50A$ 时为 151S。

电荷、电容和栅极电阻

• $C{ISS}$（输入电容）：在 $V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V_{DS}=25V$ 时为 6660pF。
• $C_{OSS}$（输出电容）：2953pF。
• $C_{RSS}$（反向传输电容）：45pF。
• $Q{G(TOT)}$（总栅极电荷）：在 $V{GS}=4.5V$，$V{DS}=30V$，$I{D}=50A$ 时为 41nC；在 $V{GS}=10V$，$V{DS}=30V$，$I_{D}=50A$ 时为 91nC。
• $Q{G(TH)}$（阈值栅极电荷）：在 $V{GS}=4.5V$，$V{DS}=30V$，$I{D}=50A$ 时为 5nC。
• $Q_{GS}$（栅源电荷）：17.1nC。
• $Q_{GD}$（栅漏电荷）：10.9nC。
• $V_{GP}$（平台电压）：$2.9V$。

开关特性

• $t_{d(ON)}$（开启延迟时间）：$51ns$。
• $t_{r}$（上升时间）：未给出具体数值。
• $t_{d(OFF)}$（关断延迟时间）：$47ns$。
• $t_{f}$（下降时间）：$18ns$。

漏源二极管特性

• $V{SD}$（正向二极管电压）：在 $V{GS}=0V$，$I_{S}=50A$，$T = 25^{circ}C$ 时，最小值为 0.78V，最大值为 1.2V；在 $T = 125^{circ}C$ 时为 0.66V。
• $t_{RR}$（反向恢复时间）：$78ns$。
• $t_{a}$（充电时间）：$36ns$。
• $t_{o}$（放电时间）：$42ns$。
• $Q_{RR}$（反向恢复电荷）：$105nC$。

四、典型特性曲线

1. 导通区域特性

从图 1 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。工程师可以根据实际需求选择合适的栅源电压，以获得所需的漏极电流。

2. 传输特性

图 2 展示了不同结温下，漏极电流随栅源电压的变化关系。了解这些特性有助于工程师在不同温度环境下合理设计电路。

3. 导通电阻与栅源电压关系

图 3 显示了导通电阻随栅源电压的变化情况。在设计电路时，工程师可以根据栅源电压来预估导通电阻，从而计算功率损耗。

4. 导通电阻与漏极电流和栅极电压关系

图 4 呈现了导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系。这对于评估不同工作电流和栅极电压下的导通损耗非常有帮助。

5. 导通电阻随温度变化

图 5 展示了导通电阻随结温的变化情况。在高温环境下，导通电阻会发生变化，工程师需要考虑这种变化对电路性能的影响。

6. 漏源泄漏电流与电压关系

图 6 显示了漏源泄漏电流随漏源电压的变化。在设计电路时，需要关注泄漏电流对电路功耗和稳定性的影响。

7. 电容变化特性

图 7 展示了输入电容、输出电容和反向传输电容随漏源电压的变化情况。这些电容特性会影响 MOSFET 的开关速度和驱动要求。

8. 栅源和漏源电压与总电荷关系

图 8 呈现了栅源和漏源电压与总栅极电荷的关系。了解这些关系有助于优化驱动电路的设计。

9. 电阻性开关时间与栅极电阻关系

图 9 显示了开关时间随栅极电阻的变化情况。工程师可以根据需要选择合适的栅极电阻，以优化开关性能。

10. 二极管正向电压与电流关系

图 10 展示了二极管正向电压随电流的变化。在使用 MOSFET 的体二极管时，需要考虑这些特性。

11. 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。工程师在设计电路时，必须确保 MOSFET 的工作点在安全工作区内，以避免器件损坏。

12. 峰值电流与雪崩时间关系

图 12 显示了峰值电流与雪崩时间的关系。在可能发生雪崩的应用场景中，需要关注这些特性，以确保 MOSFET 的可靠性。

13. 热特性

图 13 展示了不同占空比和脉冲时间下的热阻特性。了解热特性对于散热设计非常重要，以保证 MOSFET 在正常工作温度范围内。

五、订购信息

器件型号	标记	封装	包装
NVMFS5C612NLT1G	5C612L	DFN5 (Pb - Free)	1500 / Tape & Reel
NVMFS5C612NLET1G	5C612L	DFN5 (Pb - Free)	1500 / Tape & Reel
NVMFS5C612NLAFT1G	5C612L	DFN5 (Pb - Free)	1500 / Tape & Reel
NVMFS5C612NLWFAFT1G	612LWF	DFN5 (Pb - Free, Wettable Flanks)	1500 / Tape & Reel

同时，部分器件已停产，如 NVMFS5C612NLT3G、NVMFS5C612NLWFT3G 和 NVMFS5C612NLWFT1G，在设计新电路时需注意。

六、机械尺寸

文档中提供了 DFN5 和 DFNW5 两种封装的机械尺寸图和详细尺寸参数，工程师在进行电路板设计时，需要根据这些尺寸信息合理布局 MOSFET 的位置和引脚连接。

七、总结

onsemi 的 NVMFS5C612NL 功率 MOSFET 以其紧凑的设计、低损耗特性和良好的可靠性，在电子设计中具有很大的应用潜力。电子工程师在选择和使用该器件时，需要深入了解其各项参数和特性，结合实际应用需求进行合理设计，以充分发挥其性能优势。同时，要注意器件的停产信息，避免在新设计中使用已停产的型号。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？欢迎在评论区分享交流。