安森美650V碳化硅MOSFET NTHL075N065SC1：性能与应用剖析

在功率半导体领域，碳化硅（SiC）MOSFET凭借其卓越的性能逐渐成为工程师们的首选。今天，我们就来深入探讨安森美（onsemi）推出的一款650V碳化硅MOSFET——NTHL075N065SC1。

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产品特性亮点

低导通电阻

该MOSFET在不同栅源电压下具有低导通电阻特性。典型情况下，当(V{GS}=18V)时，(R{DS(on)} = 57mΩ)；当(V{GS}=15V)时，(R{DS(on)} = 75mΩ)。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更低，能够有效提高系统效率。这对于追求高效能的电源应用来说至关重要，例如开关模式电源（SMPS）和太阳能逆变器等。

低门极电荷和输出电容

具有超低的门极电荷(Q{G(tot)} = 61nC)和低输出电容(C{oss} = 107pF)。低门极电荷使得器件在开关过程中所需的驱动能量减少，从而降低驱动损耗，提高开关速度。低输出电容则有助于减少开关过程中的能量损耗，进一步提升系统效率。

雪崩测试与高温性能

经过100%雪崩测试，表明该器件具有良好的抗雪崩能力，能够在异常情况下保证可靠性。同时，其结温(T_{J})可达(175^{circ}C)，这使得它能够在高温环境下稳定工作，拓宽了其应用范围。

环保特性

该器件为无卤产品，并且符合RoHS标准（豁免7a），在二级互连处为无铅（Pb - Free 2LI），符合环保要求。

典型应用场景

• 开关模式电源（SMPS）：低导通电阻和快速开关特性使得NTHL075N065SC1能够有效提高电源的转换效率，减少功率损耗，适用于各种SMPS设计。
• 太阳能逆变器：在太阳能发电系统中，需要高效的功率转换器件。该MOSFET的高性能特性能够满足太阳能逆变器对效率和可靠性的要求，提高太阳能发电系统的整体性能。
• 不间断电源（UPS）：在UPS系统中，需要快速响应和高效的功率转换。NTHL075N065SC1的快速开关速度和低损耗特性能够确保UPS系统在市电中断时快速切换，为负载提供稳定的电源。
• 能量存储系统：在能量存储系统中，需要高效的充放电控制。该MOSFET能够实现高效的功率转换，提高能量存储系统的效率和可靠性。

关键参数解读

最大额定值

参数	符号	条件	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	(V_{GSop})	(T_{C} < 175^{circ}C)	-5/+18	V
连续漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	稳态	38	A
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	-	148	W
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	稳态	26	A
功率耗散（(T_{C}=100^{circ}C)）	(P_{D})	-	74	W
脉冲漏极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{DM})	-	120	A
工作结温和存储温度范围	(T{J}, T{stg})	-	-55 to +175	(^{circ}C)
源极电流（体二极管）	(I_{S})	-	38	A
单脉冲漏源雪崩能量	(E_{AS})	(I_{L(pk)} = 12.9A, L = 1mH)	83	mJ
焊接最大引脚温度	(T_{L})	距外壳1/8英寸，5s	260	(^{circ}C)

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，且其温度系数(V{(BR)DSS}/T_{J})为 - 0.15V/°C。
• 零栅压漏极电流：(I{DSS})在(V{GS}=0V)，(T{J}=25^{circ}C)，(V{DS}=650V)时为10μA；在(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}=5mA)时，最小值为1.8V，典型值为2.8V，最大值为4.3V。
• 推荐栅极电压：(V_{GOP})范围为 - 5V到 + 18V。
• 漏源导通电阻：在不同条件下有不同值，如(V{GS}=15V)，(I{D}=15A)，(T{J}=25^{circ}C)时，典型值为75mΩ；(V{GS}=18V)，(I{D}=15A)，(T{J}=25^{circ}C)时，典型值为57mΩ，最大值为85mΩ；(V{GS}=18V)，(I{D}=15A)，(T_{J}=175^{circ}C)时，典型值为68mΩ。
• 正向跨导：(g{fs})在(V{DS}=10V)，(I_{D}=15A)时，典型值为9S。

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1196pF。
• 输出电容：(C_{oss})为107pF。
• 反向传输电容：(C_{RSS})为9pF。
• 总栅极电荷：(Q{G(TOT)})在(V{GS}= - 5/18V)，(V{DS}=520V)，(I{D}=15A)时为61nC。
• 栅源电荷：(Q_{GS})为19nC。
• 栅漏电荷：(Q_{GD})为18nC。
• 栅极电阻：(R_{G})在(f = 1MHz)时为5.8Ω。

开关特性

• 导通延迟时间：(t_{d(ON)})为10ns。
• 上升时间：(t_{r})为12ns。
• 关断延迟时间：(t_{d(OFF)})为20ns。
• 下降时间：(t_{f})为7ns。
• 导通开关损耗：(E_{ON})为38μJ。
• 关断开关损耗：(E_{OFF})为16μJ。
• 总开关损耗：(E_{tot})为54μJ。

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)时最大值为38A。
• 脉冲漏源二极管正向电流：(I_{SDM})最大值为120A。
• 正向二极管电压：(V{SD})在(V{GS}= - 5V)，(I{SD}=15A)，(T{J}=25^{circ}C)时典型值为4.4V。
• 反向恢复时间：(t_{RR})为18ns。
• 反向恢复电荷：(Q_{RR})为85nC。
• 反向恢复能量：(E_{REC})为10.6μJ。
• 峰值反向恢复电流：(I_{RRM})为10A。
• 充电时间：(T_{a})为10ns。
• 放电时间：(T_{b})为8ns。

封装与订购信息

该器件采用TO - 247 - 3LD封装，每管装30个。封装尺寸在文档中有详细说明，在进行PCB设计时需要参考这些尺寸，确保器件的正确安装和布局。

总结

安森美NTHL075N065SC1碳化硅MOSFET凭借其低导通电阻、低门极电荷、低输出电容、良好的雪崩特性和高温性能等优势，在功率转换领域具有广阔的应用前景。电子工程师在设计开关模式电源、太阳能逆变器、UPS和能量存储系统等应用时，可以考虑使用该器件来提高系统的效率和可靠性。但在实际应用中，还需要根据具体的设计要求和工作条件，对器件的参数进行详细的评估和验证。你在使用类似的碳化硅MOSFET时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。