onsemi碳化硅MOSFET NVBG080N120SC1：高性能解决方案

在电子工程领域，功率器件的性能对于整个系统的效率和可靠性起着至关重要的作用。今天，我们来详细探讨一下安森美（onsemi）的碳化硅（SiC）MOSFET——NVBG080N120SC1，它为众多应用场景带来了高性能的解决方案。

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一、产品特点

1. 低导通电阻

典型的导通电阻 (R_{DS(on)} = 80 mOmega)，这意味着在导通状态下，器件的功率损耗较小，能够有效提高系统的效率。

2. 超低栅极电荷

典型的总栅极电荷 (Q_{G(tot)} = 56 nC)，这使得器件在开关过程中所需的驱动能量较小，从而降低了驱动电路的功耗，提高了开关速度。

3. 低有效输出电容

典型的输出电容 (C_{oss} = 79 pF)，有助于减少开关过程中的能量损耗，提高开关效率。

4. 可靠性高

• 经过100%雪崩测试，确保了器件在恶劣条件下的可靠性。
• 符合AEC - Q101标准，适用于汽车应用，并且具备生产件批准程序（PPAP）能力。
• 该器件无卤化物，符合RoHS标准（豁免7a），二级互连为无铅（2LI）。

二、典型应用

1. 汽车车载充电器

在汽车车载充电器中，NVBG080N120SC1的低导通电阻和高开关速度能够提高充电效率，减少充电时间，同时其高可靠性也能满足汽车应用的严格要求。

2. 电动汽车/混合动力汽车的DC - DC转换器

对于电动汽车和混合动力汽车的DC - DC转换器，该器件能够在高压环境下稳定工作，为系统提供高效的功率转换。

三、最大额定值

1. 电压额定值

• 漏源电压 (V_{DSS}) 最大为1200V，能够承受较高的电压。
• 栅源电压 (V_{GS}) 范围为 - 15V到 + 25V，推荐的工作电压在不同温度下有所不同，如 (TC < 175°C) 时，(V{GSop}) 为 - 5V到 + 20V。

2. 电流额定值

• 连续漏极电流 (I_D) 在 (T_C = 25°C) 时为30A，在 (T_C = 100°C) 时为21A。
• 脉冲漏极电流 (I_{DM}) 在 (TC = 25°C) 时为110A，单脉冲浪涌漏极电流能力 (I{DSC}) 为132A。

3. 功率额定值

• 稳态功率耗散 (P_D) 在 (T_C = 25°C) 时为179W，在 (T_C = 100°C) 时为89W。

4. 温度范围

• 工作结温和存储温度范围为 - 55°C到 + 175°C，能够适应较宽的温度环境。

5. 其他额定值

• 源极电流（体二极管） (I_S) 为18A。
• 单脉冲漏源雪崩能量 (E_{AS}) 为171mJ（基于 (TJ = 25°C)，(L = 1 mH)，(I{AS} = 18.5 A)，(V{DD} = 120 V)，(V{GS} = 18 V)）。
• 焊接时，距离外壳1/8英寸处的最大引脚温度 (T_L) 为300°C（持续10秒）。

四、热特性

1. 热阻

• 结到外壳的热阻 (R_{theta JC}) 最大为0.84°C/W。
• 结到环境的热阻 (R_{theta JA}) 最大为40°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、电气特性

1. 关断特性

• 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0 V)，(I_D = 1 mA) 时为1200V，其温度系数为0.5V/°C。
• 零栅压漏电流 (I{DSS}) 在 (V{GS} = 0 V)，(V_{DS} = 1200 V) 时，(T_J = 25°C) 为100μA，(T_J = 175°C) 为1mA。
• 栅源泄漏电流 (I{GSS}) 在 (V{GS} = + 25/ - 15 V)，(V_{DS} = 0 V) 时为 ± 1μA。

2. 导通特性

• 漏源导通电阻典型值为80mΩ。

3. 电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容 (C{iss}) 在 (V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz) 时为1154pF。
• 输出电容 (C{oss}) 和反馈电容 (C{RSS}) 也有相应的典型值。
• 阈值栅极电荷 (Q{G(TH)}) 和栅漏电荷 (Q{GD}) 等参数也有明确规定。

4. 开关特性

• 开通延迟时间 (t_{d(ON)})、上升时间 (t_r)、关断时间 (t_f) 等参数决定了器件的开关速度。
• 开通开关损耗 (E_{ON}) 和总开关损耗等参数对于评估器件在开关过程中的能量损耗至关重要。

5. 漏源二极管特性

• 连续漏源二极管正向电流 (I{SD}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(T_J = 25°C) 时为18A。
• 脉冲漏源二极管正向电流 (I{SDM}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(T_J = 25°C) 时为110A。
• 正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS} = - 5 V)，(I_{SD} = 10 A)，(T_J = 25°C) 时为3.9V。
• 反向恢复时间 (t{RR})、反向恢复电荷 (Q{RR})、反向恢复能量和峰值反向恢复电流等参数对于二极管的性能评估也很重要。

六、典型特性曲线

文档中提供了一系列典型特性曲线，包括导通区域特性、归一化导通电阻与漏极电流和栅极电压的关系、导通电阻随温度的变化、导通电阻与栅源电压的关系、传输特性、二极管正向电压与电流的关系、栅源电压与总电荷的关系、电容与漏源电压的关系、无钳位电感开关能力、最大连续漏极电流与外壳温度的关系、安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及结到外壳的瞬态热响应曲线等。这些曲线能够帮助工程师更好地理解器件的性能，从而进行合理的设计。

七、机械封装

该器件采用D2PAK - 7L（TO - 263 - 7L HV）封装，文档中提供了封装尺寸和焊盘图案推荐。同时，还给出了通用标记图，包括装配位置、年份、工作周和批次可追溯性等信息。

八、总结

onsemi的NVBG080N120SC1碳化硅MOSFET以其低导通电阻、超低栅极电荷、低有效输出电容和高可靠性等特点，为汽车车载充电器和电动汽车/混合动力汽车的DC - DC转换器等应用提供了高性能的解决方案。工程师在设计过程中，可以根据器件的最大额定值、热特性、电气特性和典型特性曲线等信息，合理选择和使用该器件，以实现系统的高效和可靠运行。

在实际应用中，你是否遇到过类似功率器件的选型和设计问题？你是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。