onsemi碳化硅MOSFET NVT2016N065M3S：高性能与可靠性的完美结合

在电子工程师的日常工作中，选择合适的功率器件是设计成功的关键。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）推出的碳化硅（SiC）MOSFET——NVT2016N065M3S，看看它在性能和应用方面有哪些独特之处。

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一、产品特性

1. 低导通电阻

典型的导通电阻 (R{DS(on)}) 在 (V{GS}=18V) 时为 16 mΩ，这意味着在导通状态下，器件的功率损耗较低，能够有效提高系统效率。低导通电阻还可以减少发热，降低散热要求，从而简化散热设计。

2. 低电容和低栅极电荷

具有低有效输出电容和超低栅极电荷，这使得器件在开关过程中能够快速响应，减少开关损耗。低电容和低栅极电荷还可以降低电磁干扰（EMI），提高系统的电磁兼容性。

3. 100% UIS 测试

经过 100% 的非钳位感性开关（UIS）测试，确保了器件在感性负载应用中的可靠性。UIS 测试可以模拟实际应用中的开关情况，验证器件在高压和大电流下的性能。

4. AECQ101 认证

符合 AECQ101 标准，这是汽车电子应用的可靠性认证，表明该器件适用于汽车环境。AECQ101 认证涵盖了温度、湿度、振动等多个方面的测试，确保器件在恶劣环境下能够稳定工作。

5. 环保特性

该器件为无卤产品，并且符合 RoHS 指令（豁免条款 7a），在二级互连（2LI）上为无铅设计，符合环保要求。

二、应用领域

1. 汽车车载和非车载充电器

在电动汽车的充电系统中，需要高效、可靠的功率器件来实现快速充电。NVT2016N065M3S 的低导通电阻和低开关损耗特性，使其能够在充电过程中减少能量损耗，提高充电效率。

2. 汽车 DC - DC 转换器（EV - HEV）

在电动汽车和混合动力汽车中，DC - DC 转换器用于将高压电池的电压转换为适合车载电子设备使用的电压。NVT2016N065M3S 的高性能可以确保 DC - DC 转换器的高效运行，为车辆的电子系统提供稳定的电源。

三、电气特性

1. 最大额定值

参数	条件	数值	单位
漏源电压 (V_{DS})	-	650	V
连续漏极电流 (I_{D})	(T_{C}=25^{circ}C)	85	A
功率耗散 (P_{D})	-	62（不同条件下还有 167）	W
脉冲漏极电流 (I_{DP})	-	-	A
体二极管电流 (I_{SD})	(T_{C}=25^{circ}C)	-	A
体二极管电流 (I_{SD})	(V_{GS} = -3V)	198	A
雪崩能量 (E_{AS})	((I_{LPK}=60A, L = 0.1mH))	180	mJ
工作结温和存储温度 (T{J})、(T{stg})	-	-55 至 +175	°C
引脚温度 (T_{L})	((1/8" 从外壳 10 秒))	245	°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。

2. 推荐工作条件

推荐的栅源电压 (V_{GSop}) 范围为 -3V 至 18V。在这个范围内，器件能够正常工作，但超出推荐范围可能会影响器件的可靠性。

3. 电气特性参数

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
关断特性	(V_{(BR)DSS})	-	650	-	-	V
零栅压漏极电流 (I_{DSS})	-	-	-	-	500	μA
栅源漏电流 (I_{GSS})	(V{GS} = -10V, V{DS} = 0V)	-	-	-	-	μA
(V{GS} = +22V, V{DS} = 0V)	-	-	-	1	μA
导通特性	漏源导通电阻 (R_{DS(on)})	(V{GS}=18V, I{D}=29A, T_{J}=25^{circ}C)	-	17	23.4	mΩ
(V{GS}=18V, I{D}=29A, T_{J}=175^{circ}C)	-	26	-	-	mΩ
栅极阈值电压 (V_{GS(TH)})	(V{GS}=V{DS}, I{D}=15mA, T{J}=25^{circ}C)	2.0	2.7	4.0	V
正向跨导 (g_{fs})	(V{DS}=10V, I{D}=29A)	-	19	-	S
电荷、电容和栅极电阻	输入电容 (C_{iss})	(V{DS}=400V, V{GS}=0V, f = 1MHz)	-	-	-	pF
输出电容 (C_{oss})	-	-	208	-	pF
反向传输电容 (C_{RSS})	-	-	18	-	pF
总栅极电荷 (Q_{G(TOT)})	(V{DD}=400V, I{D}=29A)	-	100	-	nC
栅漏电荷 (Q_{GD})	-	-	25	-	nC
开关特性	开通延迟时间 (t_{d(on)})	-	25	-	-	ns
关断延迟时间 (t_{d(off)})	(V{GS}=-3/18V, V{DD}=400V, I{D}=30A, R{G}=4.7Ω, T{J}=25^{circ}C, L{stray}=13nH)	-	-	-	ns
上升时间 (t_{r})	-	-	-	-	ns
开通开关损耗 (E_{ON})	-	-	146	-	μJ
关断开关损耗 (E_{OFF})	-	-	55	-	μJ
总开关损耗 (E_{TOT})	-	-	-	-	μJ
正向二极管电压 (V_{SD})	(I{SD}=29A, V{GS}=-3V, T_{J}=25^{circ}C)	-	-	6.0	V
下降时间 (t_{f})	-	-	-	65	ns
总开关损耗 (E_{TOT})	-	-	216	-	μJ
充电时间 (t_{o})	-	-	-	10	ns
反向恢复电荷 (Q_{RR})	-	-	-	-	μC
反向恢复能量 (E_{REC})	-	-	12	-	μJ

四、热特性

热阻 (R_{JC})（结到壳）为 0.45°C/W。需要注意的是，整个应用环境会影响热阻的值，这些值不是常数，仅在特定条件下有效。

五、封装和订购信息

该器件采用 T2PAK - 7 封装，每盘 800 个，采用卷带包装。有关卷带规格的详细信息，可参考安森美提供的 Tape and Reel Packaging Specification Brochure（BRD8011/D）。

六、典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，包括输出特性、(I{D}) 与 (V{GS}) 的关系、(R{DS(on)}) 与 (V{GS}) 和 (I{D}) 的关系、栅极电荷特性、安全工作区、雪崩电流与脉冲时间的关系、开关损耗与 (I{D})、(R{G})、(V{DS}) 和 (T_{J}) 的关系以及热响应特性等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同条件下的性能，从而进行合理的设计。

七、总结

安森美 NVT2016N065M3S 碳化硅 MOSFET 凭借其低导通电阻、低电容、低栅极电荷、高可靠性和环保特性，在汽车电子等领域具有广阔的应用前景。电子工程师在设计相关电路时，可以充分考虑该器件的特点，以实现高效、可靠的系统设计。同时，在实际应用中，还需要根据具体的工作条件对器件的性能进行验证和优化。大家在使用这款器件时，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。