探索 onsemi NVH4L060N065SC1 SiC MOSFET：特性、参数与应用

在电力电子领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，而碳化硅（SiC）MOSFET 凭借其卓越的性能，正逐渐成为众多应用的首选。今天，我们就来深入了解 onsemi 的 NVH4L060N065SC1 这款单通道 N 沟道 SiC 功率 MOSFET。

文件下载：NVH4L060N065SC1-D.PDF

一、关键特性

低导通电阻

该 MOSFET 在不同栅源电压下展现出低导通电阻特性。典型情况下，当 (V{GS}=18V) 时，(R{DS(on)} = 44mOmega)；当 (V{GS}=15V) 时，(R{DS(on)} = 60mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，MOSFET 的功率损耗更低，能够提高系统的效率。这对于追求高效能的应用，如汽车车载充电器和 DC/DC 转换器来说，是非常重要的特性。

超低栅极电荷与低电容

其栅极总电荷 (Q{G(tot)} = 74nC)，输出电容 (C{oss}=133pF)。低栅极电荷使得 MOSFET 的开关速度更快，能够减少开关损耗；低电容则有助于降低开关过程中的能量损耗，进一步提高系统效率。

可靠性高

产品经过 100% 雪崩测试，符合 AEC - Q101 标准，具备 PPAP 能力，并且是无铅产品，符合 RoHS 标准。这表明该 MOSFET 在恶劣环境下也能稳定工作，适用于对可靠性要求极高的汽车应用。

二、最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	650	V
栅源电压	(V_{GS})	- 8/+22	V
推荐栅源电压（(T_{C}<175^{circ}C)）	(V_{GSop})	- 5/+18	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C) 稳态）	(I_{D})	47	A
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	176	W
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C) 稳态）	(I_{D})	33	A
功率耗散（(T_{C}=100^{circ}C)）	(P_{D})	88	W
脉冲漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{DM})	152	A
工作结温和存储温度范围	(T{J},T{stg})	- 55 至 +175	(^{circ}C)
源极电流（体二极管）	(I_{S})	35	A
单脉冲漏源雪崩能量（(I_{L(pk)} = 10.1A)，(L = 1mH)）	(E_{AS})	51	mJ
焊接最大引线温度（距外壳 1/8 英寸，5s）	(T_{L})	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。而且整个应用环境会影响热阻数值，这些数值并非恒定不变，仅在特定条件下有效。

三、电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS})：在 (V{GS}=0V)，(I{D}=1mA) 时为 650V，温度系数为 (0.15V/^{circ}C)（(I{D}=20mA)，参考 (25^{circ}C)）。
• 零栅压漏极电流 (I{DSS})：在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=650V)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 10μA，(T_{J}=175^{circ}C) 时为 1mA。
• 栅源泄漏电流 (I{GSS})：在 (V{GS}= + 18/ - 5V)，(V_{DS}=0V) 时为 250nA。

导通特性

• 栅极阈值电压 (V{GS(TH)})：在 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=6.5mA) 时，范围为 1.8 - 4.3V。
• 推荐栅极电压 (V_{GOP}) 为 - 5 至 +18V。
• 漏源导通电阻 (R{DS(on)})：在不同条件下有不同值，如 (V{GS}=15V)，(I{D}=20A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 60mΩ；(V{GS}=18V)，(I{D}=20A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 44 - 70mΩ；(V{GS}=18V)，(I{D}=20A)，(T{J}=175^{circ}C) 时为 50mΩ。
• 正向跨导 (g{FS})：在 (V{DS}=10V)，(I_{D}=20A) 时为 12S。

电荷、电容与栅极电阻

• 输入电容 (C{ISS})：在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS}=325V) 时为 1473pF。
• 输出电容 (C{OSS}) 为 133pF，反向传输电容 (C{RSS}) 为 13pF。
• 总栅极电荷 (Q{G(TOT)})：在 (V{GS}= - 5/18V)，(V{DS}=520V)，(I{D}=20A) 时为 74nC，栅源电荷 (Q{GS}) 为 20nC，栅漏电荷 (Q{GD}) 为 23nC。
• 栅极电阻 (R_{G})：在 (f = 1MHz) 时为 3.9Ω。

开关特性

• 开通延迟时间 (t{d(ON)})：在 (V{GS}= - 5/18V)，(V{DS}=400V)，(I{D}=20A)，感性负载，(R_{G}=2.2Ω) 时为 11ns。
• 上升时间 (t{r}) 为 14ns，关断延迟时间 (t{d(OFF)}) 为 24ns，下降时间 (t_{f}) 为 11ns。
• 开通开关损耗 (E{ON}) 为 45μJ，关断开关损耗 (E{OFF}) 为 18μJ，总开关损耗 (E_{tot}) 为 63μJ。

漏源二极管特性

• 连续漏源二极管正向电流 (I{SD})：在 (V{GS}= - 5V)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 35A，脉冲漏源二极管正向电流 (I{SDM}) 为 152A。
• 正向二极管电压 (V{SD})：在 (V{GS}= - 5V)，(I{SD}=20A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 4.3V。
• 反向恢复时间 (t{RR}) 为 17.7ns，反向恢复电荷 (Q{RR}) 为 90.6nC，反向恢复能量 (E{REC}) 为 8.7μJ，峰值反向恢复电流 (I{RRM}) 为 10.2A，充电时间 (T{a}) 为 9.8ns，放电时间 (T{b}) 为 7.8ns。

四、典型应用

这款 MOSFET 主要应用于汽车领域，如汽车车载充电器和电动汽车/混合动力汽车的 DC/DC 转换器。在这些应用中，其低导通电阻、快速开关速度和高可靠性等特性能够显著提高系统的效率和性能。

五、封装尺寸

该 MOSFET 采用 TO - 247 - 4L 封装（CASE 340CJ ISSUE A），具体尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.80	5.00	5.20
A1	2.10	2.40	2.70
A2	1.80	2.00	2.20
b	1.07	1.20	1.33
b1	1.20	1.40	1.60
b2	2.02	2.22	2.42
C	0.50	0.60	0.70
D	22.34	22.54	22.74
D1	16.00	16.25	16.50
D2	0.97	1.17	1.37
e	2.54 BSC	-	-
e1	5.08 BSC	-	-
E	15.40	15.60	15.80
E1	12.80	13.00	13.20
E/2	4.80	5.00	5.20
L	18.22	18.42	18.62
L1	2.42	2.62	2.82
p	3.40	3.60	3.80
p1	6.60	6.80	7.00
Q	5.97	6.17	6.37
S	5.97	6.17	6.37

在实际设计中，工程师需要根据这些尺寸来进行 PCB 布局和散热设计。

总之，onsemi 的 NVH4L060N065SC1 SiC MOSFET 以其出色的性能和高可靠性，为汽车电力电子应用提供了一个优秀的解决方案。但在实际应用中，工程师还需要根据具体的电路要求和工作条件，对其进行合理的选型和设计。你在使用 SiC MOSFET 时有没有遇到过什么挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。