深入解析 onsemi NTD24N06L/STD24N06L MOSFET

在电子设计领域，MOSFET 是一种至关重要的元件，广泛应用于各种电路中。今天我们来详细解析 onsemi 公司的 NTD24N06L 和 STD24N06L 这两款 N 沟道逻辑电平 MOSFET，看看它们有哪些特点和优势。

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一、产品概述

NTD24N06L 和 STD24N06L 专为低电压、高速开关应用而设计，适用于电源、转换器、功率电机控制和桥电路等领域。它们具有 24A 的电流处理能力和 60V 的耐压，能够满足多种应用场景的需求。

这两款器件采用 DPAK 封装，具有 S 前缀，适用于汽车和其他有独特场地和控制变更要求的应用，并且通过了 AEC - Q101 认证，具备 PPAP 能力。同时，它们是无铅的，符合 RoHS 标准。

二、关键参数与特性

1. 最大额定值

参数	数值
漏源电压（$V_{DS}$）	60V
漏栅电压（$R_{GS}=10MOmega$）	60V
非重复脉冲（$tpleq10ms$）$V{GS}$	+20V
连续电流（$T_A = 25^{circ}C$）$I_D$	72A
总功率耗散（$T_A = 25^{circ}C$）	62.5W
结到外壳热阻$R_{theta JC}$	2.4°C/W
最高结温$T_J$	260°C

这些参数为我们在设计电路时提供了重要的参考，确保器件在安全的工作范围内运行。

2. 电气特性

• 关断特性：包括漏源击穿电压、栅体泄漏电流和零栅压漏电流等。例如，漏源击穿电压（$V_{GS}=0V$，$I_D = 250mu A$）典型值为 60V。
• 导通特性：如栅阈值电压、静态漏源导通电阻等。静态漏源导通电阻（$V_{GS}=5.0V$，$I_D = 10A$）典型值为 36mΩ。
• 动态特性：输入电容、输出电容和传输电容等。输入电容（$V{DS}=25V$，$V{GS}=0V$，$f = 1.0MHz$）典型值为 814pF。
• 开关特性：包括导通延迟时间、上升时间、关断延迟时间和下降时间等。导通延迟时间（$V_{DD}=30V$，$ID = 24A$，$V{GS}=5.0V$，$R_G = 9.1Omega$）典型值为 9.4ns。

3. 源漏二极管特性

源漏二极管的正向导通电压和反向恢复时间等参数也很重要。正向导通电压（$IS = 20A$，$V{GS}=0V$）典型值为 0.93V，反向恢复时间（$IS = 24A$，$V{GS}=0V$，$dI_S/dt = 100A/mu s$）典型值为 49ns。

三、开关行为分析

功率 MOSFET 的开关行为可以通过电荷控制模型来建模和预测。由于漏栅电容随施加电压变化很大，所以通常使用栅极电荷数据来计算开关时间。

1. 开关时间计算

• 上升和下降时间：在开关电阻性负载时，$V{GS}$在平台电压$V{GSP}$处基本保持不变，上升时间$t_r$可近似为$t_r = Q_2 × RG /(V{GG}-V{GSP})$，其中$V{GG}$是栅极驱动电压，$R_G$是栅极驱动电阻，$Q2$和$V{GSP}$可从栅极电荷曲线读取。
• 导通和关断延迟时间：在导通和关断延迟期间，栅极电流不是恒定的。导通延迟时间$t{d(on)}$可通过$t{d(on)}=RG C{iss} ln [V{GG} /(V{GG}-V{GSP})]$计算，其中$C{iss}$是从电容曲线读取的电容值，计算$t{d(on)}$时对应关断状态电压，计算$t{d(off)}$时对应导通状态电压。

2. 寄生元件影响

在高开关速度下，寄生电路元件会使分析变得复杂。MOSFET 源极引线的电感、输出电容以及内部栅极电阻都会影响开关性能。例如，源极电感会产生电压，降低栅极驱动电流，导致数学求解变得复杂。

四、安全工作区

1. 正向偏置安全工作区

正向偏置安全工作区曲线定义了晶体管在正向偏置时能够安全处理的最大漏源电压和漏电流。曲线基于最大峰值结温和 25°C 的壳温。峰值重复脉冲功率限制通过热响应数据和相关程序确定。

2. 雪崩能量

E - FET 可以在无钳位电感负载的开关电路中安全使用。但雪崩能量能力不是恒定的，会随着雪崩峰值电流和峰值结温的增加而非线性降低。能量额定值需要根据温度进行降额。

五、封装与订购信息

1. 封装尺寸

采用 DPAK3 6.10x6.54x2.28, 2.29P 封装，具体尺寸如下：	尺寸	最小值	标称值	最大值
A	2.18mm	2.28mm	2.38mm
b	0.63mm	0.76mm	0.89mm
D	5.97mm	6.10mm	6.22mm
E	6.35mm	6.54mm	6.73mm

2. 订购信息

NTD24N06LT4G 采用 DPAK（无铅）封装，2500 个/卷带包装。而 STD24N06LT4G 已停产，不建议用于新设计。

六、总结

onsemi 的 NTD24N06L 和 STD24N06L MOSFET 具有出色的性能和广泛的应用场景。在设计电路时，我们需要充分考虑其各项参数和特性，合理选择工作条件，以确保器件的安全和稳定运行。同时，要注意寄生元件对开关性能的影响，采取相应的措施来优化电路设计。大家在实际应用中是否遇到过类似 MOSFET 的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。