onsemi NTTFS4C10N N沟道MOSFET详解

一、引言

在电子设计领域，MOSFET作为一种关键的功率器件，广泛应用于各种电路中。onsemi的NTTFS4C10N N沟道MOSFET以其出色的性能和特性，成为众多工程师的选择。本文将对NTTFS4C10N进行详细解析，帮助工程师更好地了解和应用这款器件。

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二、产品概述

2.1 基本信息

NTTFS4C10N是一款单N沟道功率MOSFET，采用WDFN8（8FL）封装，耐压30V，最大电流可达44A。它具有低导通电阻、低电容和优化的栅极电荷等特点，能够有效降低导通损耗、驱动损耗和开关损耗。

2.2 环保特性

该器件符合RoHS标准，无铅、无卤化物和无溴化阻燃剂（BFR），满足环保要求。

三、应用领域

3.1 DC - DC转换器

在DC - DC转换器中，NTTFS4C10N的低导通电阻和低开关损耗特性可以提高转换效率，减少能量损耗，从而提高整个系统的性能。

3.2 功率负载开关

作为功率负载开关，它能够快速、可靠地控制负载的通断，确保系统的稳定性和安全性。

3.3 笔记本电池管理

在笔记本电池管理系统中，NTTFS4C10N可以用于电池的充放电控制，保护电池免受过充、过放等问题的影响。

四、关键参数

4.1 最大额定值

参数	条件	值	单位
VDSS（漏源电压）	-	30	V
VGS（栅源电压）	-	±20	V
ID（连续漏极电流）	TA = 25°C（RJA）	13.3	A
	TA = 80°C（RJA）	9.9	A
	TA = 25°C（RJA ≤ 10s）	18.2	A
	TA = 80°C（RJA ≤ 10s）	13.6	A
	TA = 25°C（RJA）	8.2	A
	TA = 80°C（RJA）	6.1	A
	TC = 25°C（RJC）	44	A
	TC = 80°C（RJC）	33	A
PD（功率耗散）	TA = 25°C（RJA）	2.09	W
	TA = 25°C（RJA ≤ 10s）	3.9	W
	TA = 25°C（RJA）	0.79	W
	TC = 25°C（RJC）	23.6	W
IDM（脉冲漏极电流）	TA = 25°C，tp = 10s	128	A
TJ、Tstg（工作结温和存储温度）	-	-55 to +150	°C
IS（源极电流，体二极管）	-	20	A
dV/dt（漏源dV/dt）	-	6.0	V/ns
EAS（单脉冲漏源雪崩能量）	TJ = 25°C，VDD = 50V，VGS = 10V，IL = 25Apk，L = 0.1mH，RG = 25	31	mJ
TL（焊接引线温度）	1/8〃 from case for 10s	260	°C

4.2 热阻

符号	参数	值	单位
RJC	结到壳（漏极）	5.3	°C/W
RJA	结到环境 - 稳态（1 sq - in pad, 1 oz Cu）	59.9	°C/W
	结到环境 - 稳态（最小推荐焊盘尺寸）	-	°C/W
	结到环境 - （t ≤ 10s）（1 sq - in pad, 1 oz Cu）	31.8	°C/W

4.3 电气特性

4.3.1 关断特性

• V(BR)DSS（漏源击穿电压）：VGs = 0V，Ip = 250A时，最小值为30V；VGs = 0V，Ip(aval) = 7.1A，Tcase = 25°C，瞬态100ns时，最小值为34V。
• Ipss（零栅压漏极电流）：VGs = 0V，T = 25°C，VDs = 24V时，最大值为1.0μA；T = 125°C时，最大值为10μA。
• IGSS（栅源泄漏电流）：Vps = 0V，VGs = +20V时，最大值为 +100nA。

4.3.2 导通特性

• VGS(TH)（栅极阈值电压）：VGs = Vps，ID = 250A时，典型值为1.3 - 2.2V。
• RDS(on)（漏源导通电阻）：VGs = 10V，ID = 30A时，最大值为7.4mΩ；VGs = 4.5V，Ip = 15A时，最大值为11mΩ。
• gFs（正向跨导）：Vps = 1.5V，Ip = 15A时，典型值为43S。
• RG（栅极电阻）：TA = 25°C时，典型值为1.0Ω。

4.3.3 电荷和电容特性

• CIss（输入电容）：VGs = 0V，f = 1MHz，Vps = 15V时，典型值为993pF。
• Coss（输出电容）：典型值为574pF。
• CRSS（反向传输电容）：VGs = 0V，Vps = 15V，f = 1MHz时，典型值为163pF。
• CRSS/CI SS（电容比）：典型值为0.164。
• QG(TOT)（总栅极电荷）：VGs = 4.5V，Vps = 15V，Ip = 30A时，典型值为9.7nC；VGs = 10V，Vps = 15V，Ip = 30A时，典型值为18.6nC。

4.3.4 开关特性

• td(ON)（导通延迟时间）：VGs = 4.5V，Vps = 15V，lD = 15A，RG = 3.0时，典型值为9.0ns；VGs = 10V，Vps = 15V，lp = 15A，RG = 3.0时，典型值为6.0ns。
• tr（上升时间）：VGs = 4.5V时，典型值为30ns；VGs = 10V时，典型值为25ns。
• td(OFF)（关断延迟时间）：VGs = 4.5V时，典型值为14ns；VGs = 10V时，典型值为18ns。
• tf（下降时间）：VGs = 4.5V时，典型值为7.0ns；VGs = 10V时，典型值为4.0ns。

4.3.5 漏源二极管特性

• VSD（正向二极管电压）：VGS = 0V，IS = 10A，TJ = 25°C时，典型值为0.80 - 1.1V；TJ = 125°C时，典型值为0.67V。
• tRR（反向恢复时间）： - 23.3 - - ns。
• ta（充电时间）：12.7ns。
• tb（放电时间）：10.6ns。
• QRR（反向恢复电荷）：8.3nC。

五、典型特性曲线

5.1 导通区域特性

从图1可以看出，在不同的栅源电压下，漏极电流与漏源电压的关系。这有助于工程师了解器件在导通状态下的性能。

5.2 传输特性

图2展示了不同结温下，漏极电流与栅源电压的关系。工程师可以根据这个特性曲线，选择合适的栅源电压来控制漏极电流。

5.3 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，工程师可以根据所需的导通电阻选择合适的栅源电压。

5.4 导通电阻与漏极电流和栅源电压关系

图4进一步展示了导通电阻与漏极电流和栅源电压的关系，为工程师在不同负载电流下选择合适的栅源电压提供参考。

5.5 导通电阻随温度变化特性

图5显示了导通电阻随结温的变化情况。了解这个特性对于在不同温度环境下使用器件非常重要。

5.6 漏源泄漏电流与电压关系

图6展示了漏源泄漏电流与电压的关系，有助于工程师评估器件在不同电压下的泄漏情况。

5.7 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。这对于分析器件的高频性能非常重要。

5.8 栅源和漏源电压与总电荷关系

图8展示了栅源和漏源电压与总电荷的关系，有助于工程师理解器件的开关过程。

5.9 电阻性开关时间随栅极电阻变化特性

图9显示了电阻性开关时间随栅极电阻的变化情况。工程师可以根据这个特性选择合适的栅极电阻来优化开关速度。

5.10 二极管正向电压与电流关系

图10展示了二极管正向电压与电流的关系，对于使用器件的体二极管非常重要。

5.11 最大额定正向偏置安全工作区

图11显示了器件在不同脉冲时间和电压下的最大额定正向偏置安全工作区，工程师在设计电路时需要确保器件工作在这个区域内。

5.12 最大雪崩能量与起始结温关系

图12展示了最大雪崩能量与起始结温的关系，这对于评估器件在雪崩情况下的性能非常重要。

5.13 热响应特性

图13显示了器件在不同脉冲时间和占空比下的热响应特性，有助于工程师进行热设计。

5.14 GFS与ID关系

图14展示了正向跨导GFS与漏极电流ID的关系，对于分析器件的放大性能非常重要。

5.15 雪崩特性

图15显示了器件在不同脉冲宽度和温度下的雪崩特性，工程师可以根据这个特性评估器件在雪崩情况下的可靠性。

六、封装与尺寸

6.1 封装

NTTFS4C10N采用WDFN8（8FL）封装，这种封装具有较小的尺寸和良好的散热性能。

6.2 尺寸

详细的封装尺寸信息如下表所示：	DIM	MILLIMETERS			INCHES
MIN	NOM	MAX	MIN	NOM	MAX
A	0.70	0.75	0.80	0.028	0.030	0.031
A1	0.00	-	0.05	0.000	-	0.002
b	0.23	0.30	0.40	0.009	0.012	0.016
C	0.15	0.20	0.25	0.006	0.008	0.010
D	3.30 BSC	-	-	0.130 BSC	-	-
D1	2.95	3.05	3.15	0.116	0.120	0.124
D2	1.98	2.11	2.24	0.078	0.083	0.08B
E	3.30 BSC	-	-	0.130 BSC	-	-
E1	2.95	3.05	3.15	0.116	0.120	0.124
E2	1.47	1.60	1.73	0.058	0.063	0.068
E3	0.23	0.30	0.40	0.009	0.012	0.016
e	0.65 BSC	-	-	0.026BSC	-	-
G	0.30	0.41	0.51	0.012	0.016	0.020
K	0.65	0.80	0.95	0.026	0.032	0.037
L	0.30	0.43	0.56	0.012	0.017	0.022
L1	0.06	0.13	0.20	0.002	0.005	0.008
M	1.40	1.50	1.60	0.055	0.059	0.063
8	0	-	12	0	-	12

七、订购信息

器件	封装	包装
NTTFS4C10NTAG	WDFN8	1,500 / Tape & Reel（Pb - Free）（已停产）
NTTFS4C10NTWG	WDFN8	5,000 / Tape & Reel（Pb - Free）

八、总结

onsemi的NTTFS4C10N N沟道MOSFET以其低导通电阻、低电容和优化的栅极电荷等特性，在DC - DC转换器、功率负载开关和笔记本电池管理等领域具有广泛的应用前景。工程师在设计电路时，需要根据具体的应用需求，合理选择器件的工作参数和封装形式，以确保系统的性能和可靠性。同时，要注意器件的最大额定值和热特性，避免超过其极限参数，从而保证器件的正常工作。你在使用这款MOSFET时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。