onsemi碳化硅MOSFET NVBG040N120SC1：高性能解决方案

在电子工程领域，功率器件的性能直接影响着系统的效率和可靠性。今天，我们来深入了解一下安森美（onsemi）的碳化硅（SiC）MOSFET——NVBG040N120SC1，看看它在实际应用中能带来怎样的优势。

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产品概述

NVBG040N120SC1是一款N沟道MOSFET，采用D2PAK - 7L封装。它具有诸多出色的特性，适用于汽车车载充电器、电动汽车/混合动力汽车的直流 - 直流转换器等典型应用。

产品特性

低导通电阻

典型的导通电阻 (R_{DS(on)}) 为40 mΩ，这意味着在导通状态下，器件的功率损耗较低，能够有效提高系统的效率。

超低栅极电荷

典型的总栅极电荷 (Q_{G(tot)}) 为106 nC，低栅极电荷可以减少开关过程中的能量损耗，提高开关速度。

低有效输出电容

典型的输出电容 (C_{oss}) 为139 pF，低输出电容有助于降低开关损耗，提高系统的性能。

雪崩测试与认证

该器件经过100%雪崩测试，并且符合AEC - Q101标准，具备PPAP能力，适用于汽车等对可靠性要求较高的应用场景。

环保特性

此器件为无卤产品，符合RoHS标准（豁免7a），二级互连为无铅（Pb - Free 2LI）。

最大额定值与推荐工作值

最大额定值

参数	值	单位
(V_{DSS})	+25 / -15	V
(V_{GS})	+20 / -5	V
(V_{GSop})
(I_{D})	60	A

推荐工作值

• 栅源电压：在 (T_{C}<175^{circ}C) 时，有相应的推荐值。
• 连续漏极电流：
  • (T_{C}=25^{circ}C) 时，连续漏极电流为一定值；
  • (T_{C}=100^{circ}C) 时，连续漏极电流为43 A，功率耗散为178 W。
• 脉冲漏极电流：在 (T_{A}=25^{circ}C) 时有相应规定。
• 工作结温和存储温度范围：为 - 55 至 + 175 °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。

电气特性

关断特性

• 漏源击穿电压： (V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0 V)， (I_{D}=1 mA) 时为1200 V，温度系数为0.45 V/°C。
• 零栅压漏电流： (I{DSS}) 在 (V{GS}=0 V)， (T{J}=25^{circ}C)， (V{DS}=1200 V) 时为100 μA；在 (T_{J}=175^{circ}C) 时为1 mA。
• 栅源泄漏电流： (I{GSS}) 在 (V{GS}= + 25 / - 15 V)， (V_{DS}=0 V) 时为 ± 1 μA。

导通特性

• 栅极阈值电压： (V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V{DS})， (I{D}=10 mA) 时，范围为1.8 - 4.3 V。
• 推荐栅极电压： (V_{GOP}) 为 - 5 至 + 20 V。
• 漏源导通电阻：在不同的温度和电流条件下有不同的值，如 (V{GS}=20 V)， (I{D}=35 A)， (T{J}=25^{circ}C) 时为40 - 56 mΩ； (T{J}=175^{circ}C) 时为71 - 100 mΩ。
• 正向跨导： (g{FS}) 在 (V{DS}=20 V)， (I_{D}=35 A) 时为20 S。

电荷、电容与栅极电阻

• 输入电容： (C{ISS}) 在 (V{GS}=0 V)， (f = 1 MHz)， (V_{DS}=800 V) 时为1789 pF。
• 输出电容： (C_{OSS}) 为139 pF。
• 反向传输电容： (C_{RSS}) 为12.5 pF。
• 总栅极电荷： (Q{G(tot)}) 在 (V{GS}= - 5 / 20 V)， (V{DS}=600 V)， (I{D}=47 A) 时为106 nC。
• 栅极电阻： (R_{G}) 在 (f = 1 MHz) 时为2 Ω。

开关特性

• 导通延迟时间： (t_{d(ON)}) 在特定条件下为17 - 30 ns。
• 上升时间： (t_{r}) 为20 - 36 ns。
• 关断延迟时间： (t_{d(OFF)}) 为30 - 48 ns。
• 下降时间： (t_{f}) 为9 - 18 ns。
• 导通开关损耗： (E_{ON}) 为366 μJ。
• 关断开关损耗： (E_{OFF}) 为200 μJ。
• 总开关损耗： (E_{TOT}) 为566 μJ。

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^{circ}C) 时为36 A。
• 脉冲漏源二极管正向电流： (I{SDM}) 在 (V{GS}= - 5 V)， (T_{J}=25^{circ}C) 时为240 A。
• 正向二极管电压： (V{SD}) 在 (V{GS}= - 5 V)， (I{SD}=17.5 A)， (T{J}=25^{circ}C) 时为3.7 V。

典型特性

文档中还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表现，从而进行更合理的设计。

机械尺寸

该器件采用D2PAK7（TO - 263 - 7L HV）封装，文档中给出了详细的机械尺寸信息，包括各部分的最小、最大尺寸等，方便工程师进行PCB布局设计。

订购信息

器件型号为NVBG040N120SC1，采用D2PAK - 7L封装，每盘800个，以带盘形式发货。如需了解带盘规格，可参考相关的带盘包装规格手册。

总的来说，NVBG040N120SC1碳化硅MOSFET凭借其出色的性能和特性，为汽车等领域的电源设计提供了一个可靠的解决方案。在实际应用中，工程师们可以根据具体的需求和条件，充分发挥该器件的优势，提高系统的性能和效率。大家在使用这款器件时，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。