onsemi碳化硅MOSFET NVH4L020N090SC1：高性能与可靠性并存

在电力电子领域，碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的性能逐渐成为众多应用的首选器件。今天我们要探讨的是安森美（onsemi）的一款碳化硅MOSFET——NVH4L020N090SC1，它在汽车等领域有着广泛的应用前景。

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一、产品特性

低导通电阻

该器件在不同栅源电压下呈现出极低的导通电阻。典型情况下，当 (V{GS}=15V) 时，(R{DS(on)} = 20mOmega)；当 (V{GS}=18V) 时，(R{DS(on)} = 16mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更小，能够提高系统的效率。这对于需要长时间运行的设备来说，能够显著降低能耗，提高能源利用率。

低门极电荷和输出电容

具有超低的门极电荷，典型值 (Q{G(tot)} = 196nC)，以及低有效的输出电容，典型值 (C{oss}=296pF)。低门极电荷使得器件在开关过程中所需的驱动能量减少，从而降低了驱动电路的功耗。低输出电容则有助于减少开关损耗，提高开关速度，使器件能够在高频环境下稳定工作。

可靠性高

经过100%的UIL测试，确保了器件在实际应用中的可靠性。同时，该器件通过了AEC - Q101认证并具备PPAP能力，符合汽车级应用的严格要求。此外，它是无卤化物的，并且符合RoHS标准（豁免7a），第二级互连为无铅（Pb - Free 2LI），满足环保要求。

二、典型应用

汽车牵引逆变器

在汽车牵引逆变器中，NVH4L020N090SC1能够高效地将直流电转换为交流电，驱动电机运转。其低导通电阻和快速开关特性有助于提高逆变器的效率和功率密度，从而提升电动汽车的续航里程和性能。

汽车车载充电器

对于汽车车载充电器，该器件可以实现高效的电能转换，减少充电时间。低损耗的特性使得充电器在工作过程中产生的热量更少，提高了充电器的可靠性和使用寿命。

电动汽车/混合动力汽车的DC - DC转换器

在DC - DC转换器中，NVH4L020N090SC1能够稳定地将高压直流电转换为适合车载电子设备使用的低压直流电。其高性能的开关特性和低功耗有助于提高转换器的效率和稳定性。

三、电气特性

最大额定值

在 (T{J}=25^{circ}C) 时，给出了一系列最大额定值，如源电流（体二极管）(I{S}=106A) 等。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值，热阻并非恒定值，仅在特定条件下有效。

热特性

热阻是衡量器件散热能力的重要指标。该器件的热阻参数为：结到壳的热阻 (R{θJC}=0.31^{circ}C/W)，结到环境的热阻 (R{θJA}=40^{circ}C/W)。了解这些热阻参数有助于工程师在设计散热系统时做出合理的决策，确保器件在安全的温度范围内工作。

电气参数

• 关断特性：漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(I{D}=1mA) 时为900V，其温度系数 (V{(BR)DSS/TJ}) 为 (500mV/^{circ}C)。零栅压漏电流 (I{DSS}) 在不同温度下有不同的值，(T{J}=25^{circ}C) 时为100μA，(T{J}=175^{circ}C) 时为250μA。栅源泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{GS}= + 22/ - 8V)，(V{DS}=0V) 时为 ±1μA。
• 导通特性：当 (V{GS}=V{DS})，(I{D}=20mA) 时，电压为28V；当 (V{GS}=18V)，(I{D}=60A)，(T{J}=25^{circ}C) 时，导通电阻等参数也有相应规定。
• 电荷、电容和栅极电阻：输入电容、阈值栅极电荷、栅极电阻等参数也都有明确的数值，如阈值栅极电荷为42nC，栅极电阻 (R_{G}=1.6Omega)。
• 开关特性：包括开通延迟时间 (t{d(ON)} = 29ns)，上升时间 (t{r}=28ns)，关断延迟时间、下降时间等也都有相应的数值。开通开关损耗和总开关损耗也在数据表中给出。
• 漏源二极管特性：连续漏源二极管正向电流 (I{SD}) 为106A，脉冲漏源二极管正向电流 (I{SDM}) 为504A，正向二极管电压 (V_{SD}) 在特定条件下为3.8V。此外，还给出了反向恢复时间、反向恢复电荷、反向恢复能量、峰值反向恢复电流等参数。

四、典型特性曲线

文档中给出了一系列典型特性曲线，如导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、导通电阻随温度和电压的变化、转移特性、二极管正向电压与电流的关系等。这些曲线有助于工程师更直观地了解器件在不同工作条件下的性能表现，从而更好地进行电路设计和优化。

五、封装和订购信息

封装

采用TO - 247 - 4L封装（CASE 340CJ），文档详细给出了该封装的机械尺寸，包括各个维度的最小值、标称值和最大值。在进行PCB设计时，工程师需要根据这些尺寸合理布局器件，确保器件能够正确安装和散热。

订购信息

该器件的型号为NVH4L020N090SC1，顶部标记为H4L020090SC1，采用管装方式，每管30个单位。详细的订购和运输信息可在数据表的第6页查看。

六、总结与思考

onsemi的NVH4L020N090SC1碳化硅MOSFET以其低导通电阻、低门极电荷和输出电容、高可靠性等特性，在汽车等领域具有广阔的应用前景。工程师在使用该器件进行设计时，需要充分考虑其电气特性、热特性等参数，合理设计电路和散热系统，以确保器件能够发挥最佳性能。同时，我们也可以思考如何进一步优化电路设计，充分发挥碳化硅MOSFET的优势，提高整个系统的效率和可靠性。你在实际应用中是否遇到过类似器件的使用问题？你是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。