解析 onsemi NTMFD1D1N02X 双 N 沟道 MOSFET：特性、参数与实际应用

在电子设计领域，MOSFET（金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管）是至关重要的元件，广泛应用于各类电路中。今天，我们将深入探讨 onsemi 推出的 NTMFD1D1N02X 双 N 沟道 MOSFET，详细解析其特性、参数以及典型应用。

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产品概述

NTMFD1D1N02X 是一款采用 Power Clip 和 POWERTRENCH 技术的双 N 沟道 MOSFET，专为紧凑型设计而打造。其具备小尺寸封装（5x6mm），能够有效节省电路板空间，同时拥有低导通电阻（$R{DS(on)}$）和低栅极电荷（$Q{G}$）及电容，可显著降低传导损耗和驱动损耗。此外，该产品符合 RoHS 标准，无铅、无卤素且无溴化阻燃剂（BFR）。

关键特性

紧凑设计

5x6mm 的小尺寸封装，非常适合对空间要求较高的紧凑型设计，为工程师在有限的电路板空间内实现更多功能提供了可能。

低损耗性能

• 低 $R_{DS(on)}$：能够有效减少传导损耗，提高电路效率。以 Q1 为例，在 10V 栅源电压下，$R{DS(on)}$ 最大为 3.0mΩ；Q2 在 10V 栅源电压下，$R{DS(on)}$ 最大为 0.87mΩ。
• 低 $Q_{G}$ 和电容：可降低驱动损耗，加快开关速度，提高电路的响应性能。

环保合规

产品符合 RoHS 标准，满足环保要求，有助于工程师设计出符合绿色环保理念的产品。

典型应用

• DC - DC 转换器：在 DC - DC 转换电路中，NTMFD1D1N02X 的低损耗特性能够提高转换效率，减少能量损失，从而提升整个系统的性能。
• 系统电压轨：为系统提供稳定的电压，确保系统的正常运行。

最大额定值

参数	Q1	Q2	单位
漏源电压（$V_{DSS}$）	25	25	V
栅源电压（$V_{GS}$）	+16V / -12V	+16V / -12V	V
稳态连续漏极电流（$T_{C}=25^{circ}C$）	75	178	A
稳态连续漏极电流（$T_{C}=85^{circ}C$）	54	128	A
功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$）	27	44	W
稳态连续漏极电流（$T{A}=25^{circ}C$，$R{JA}$）	20	40	A
稳态连续漏极电流（$T{A}=85^{circ}C$，$R{JA}$）	15	29	A
功率耗散（$T{A}=25^{circ}C$，$R{JA}$）	2.1	2.3	W
脉冲漏极电流（$T{C}=25^{circ}C$，$t{p}=100mu s$）	331	625	A
单脉冲漏源雪崩能量（$Q1: I{L}=5.6A{pk}, L = 3mH$；$Q2: I{L}=13.6A{pk}, L = 3mH$）	47	277	mJ
工作结温和存储温度范围	-55 至 150	-55 至 150	$^{circ}C$
引脚焊接回流温度（距外壳 1/8″ 处，10s）	260	260	$^{circ}C$

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

电气特性

导通特性

在不同的栅源电压和漏极电流条件下，$R{DS(on)}$ 会有所变化。例如，Q1 在 10V 栅源电压下，$R{DS(on)}$ 最大为 3.0mΩ；在 4.5V 栅源电压下，$R{DS(on)}$ 最大为 3.75mΩ。Q2 在 10V 栅源电压下，$R{DS(on)}$ 最大为 0.87mΩ；在 4.5V 栅源电压下，$R_{DS(on)}$ 最大为 1.1mΩ。

电荷与电容特性

参数	Q1	Q2	单位
输入电容（$C{ISS}$，$V{GS}=0V$，$V_{DS}=12V$，$f = 1MHz$）	1080	4265	pF
输出电容（$C_{OSS}$）	322	1020	pF
反向电容（$C_{RSS}$）	47	118	pF
总栅极电荷（$Q{G(TOT)}$，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2））	6.8	27	nC
栅漏电荷（$Q_{GD}$）	1.4	5.2	nC
栅源电荷（$Q_{GS}$）	3.0	11	nC
总栅极电荷（$Q{G(TOT)}$，$V{GS}=10V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=10V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2））	15	59	nC
输出电荷（$Q{OSS}$，$V{GS}=0V$，$V_{DS}=12V$）	6.2	22	nC
平台电压（$V{GP}$，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2））	2.8	2.8	V

开关特性

在不同的栅源电压下，开关特性有所不同。以 $V_{GS}=4.5V$ 为例：	参数	Q1	Q2	单位
导通延迟时间（$t_{d(ON)}$）	10	21	ns
上升时间（$t_{r(ON)}$）	2.5	6.6	ns
关断延迟时间（$t_{d(OFF)}$）	12	26	ns
下降时间（$t_{f}$）	2.5	6.0	ns

当 $V_{GS}=10V$ 时：	参数	Q1	Q2	单位
导通延迟时间（$t_{d(ON)}$）	7.4	11	ns
上升时间（$t_{r(ON)}$）	1.1	2.9	ns
关断延迟时间（$t_{d(OFF)}$）	17	36	ns
下降时间（$t_{f}$）	1.4	3.5	ns

源漏二极管特性

参数	Q1	Q2	单位
正向二极管电压（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=20A$，$T{J}=25^{circ}C$）	0.81	-	V
正向二极管电压（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=20A$，$T{J}=125^{circ}C$）	0.68	-	V
正向二极管电压（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=37A$，$T{J}=25^{circ}C$）	-	0.8	V
正向二极管电压（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=37A$，$T{J}=125^{circ}C$）	-	0.65	V
反向恢复时间（$t{RR}$，$V{GS}=0V$，$Q1: I{S}=20A$，$dI/dt = 100A/s$；$Q2: I{S}=37A$，$dI/dt = 300A/s$）	18	35	ns
反向恢复电荷（$Q_{RR}$）	6.6	44	nC

典型特性曲线

文档中提供了丰富的典型特性曲线，包括导通区域特性、导通电阻与栅源电压关系、导通电阻随温度变化、漏源泄漏电流与电压关系、电容变化、栅源与总电荷关系、开关时间与栅极电阻关系、二极管正向电压与电流关系、最大额定正向偏置安全工作区、雪崩电流与雪崩时间关系以及瞬态热阻抗等。这些曲线能够帮助工程师更好地理解和应用该 MOSFET，在不同的工作条件下优化电路设计。

封装尺寸

NTMFD1D1N02X 采用 PQFN8 封装，其详细的封装尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	0.70	0.75	0.80
A1	0.00	-	0.05
A3	0.20 REF	-	-
b	0.51 BSC	-	-
D	4.90	5.00	5.10
D2	3.05	3.15	3.25
D3	4.12	4.22	4.32
D4	3.80	3.90	4.00
E	5.90	6.00	6.10
E2	2.36	2.46	2.56
E3	0.81	0.91	1.01
E4	1.27	1.37	1.47
e	1.27 BSC	-	-
e/2	0.635 BSC	-	-
e1	3.81 BSC	-	-
k	0.42	0.52	0.62
L	0.38	0.48	0.58
L4	1.47	1.57	1.67
Z	0.55 REF	-	-
z1	0.39 REF	-	-

工程师在进行电路板设计时，需要根据这些尺寸合理布局，确保 MOSFET 能够正确安装和使用。

总结

NTMFD1D1N02X 双 N 沟道 MOSFET 凭借其紧凑的设计、低损耗性能和环保合规等优点，在 DC - DC 转换器和系统电压轨等应用中具有很大的优势。通过对其特性、参数和典型特性曲线的深入了解，工程师能够更好地选择和应用该 MOSFET，设计出高效、可靠的电路。在实际应用中，工程师还需要根据具体的工作条件和要求，对电路进行优化和验证，以确保系统的性能和稳定性。

大家在使用 NTMFD1D1N02X 时，有没有遇到过一些独特的问题或者有什么特别的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。