onsemi碳化硅MOSFET NTHL040N120SC1：高性能电力电子解决方案

在电力电子领域，碳化硅（SiC）技术凭借其卓越的性能，正逐渐成为众多应用的首选。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的一款碳化硅MOSFET——NTHL040N120SC1，了解它的特性、应用以及技术参数。

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产品概述

NTHL040N120SC1是一款N沟道MOSFET，属于EliteSiC系列，采用TO - 247 - 3L封装。它具有40 mΩ的典型导通电阻（(R{DS(on)})），适用于1200V的高压应用场景。该器件具备超低的栅极电荷（典型值(Q{G(tot)} = 106 nC)）和低有效输出电容（典型值(C_{oss} = 140 pF)），并且经过了100%的UIL测试。此外，它是无卤产品，符合RoHS标准（豁免条款7a），二级互连为无铅（2LI）。

典型应用

这款MOSFET在多个领域都有广泛的应用，主要包括：

• 不间断电源（UPS）：在UPS系统中，NTHL040N120SC1能够高效地进行功率转换，确保电源的稳定输出，为关键设备提供可靠的电力支持。
• DC - DC转换器：其低导通电阻和快速开关特性，使得DC - DC转换器能够实现更高的效率和更小的体积。
• 升压逆变器：在升压逆变器中，该MOSFET可以有效地将低电压转换为高电压，满足不同应用的需求。

最大额定值

在使用该MOSFET时，需要注意其最大额定值，以确保设备的安全和可靠运行。以下是一些关键的最大额定值参数：	参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DS})	1200	V
栅源电压	(V_{GS})	±25	V
稳态功率耗散（(R_{θJC})）	(P_{D})	348	W
连续漏极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{D})	42	A
脉冲漏极电流	(I_{DM})	-	A
工作结温和存储温度范围	(T{J}, T{stg})	-55 to +175	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏设备，影响其功能和可靠性。

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1200V，温度系数为450 mV/°C。
• 零栅压漏极电流：(I{DSS})在(V{GS} = 0 V)，(V{DS} = 1200 V)，(T{J} = 25^{circ}C)时为100 μA，在(T_{J} = 175^{circ}C)时为250 μA。
• 栅源泄漏电流：(I{GSS})在(V{GS} = ±25 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)时的典型值为[具体值未给出]。
• 推荐栅极电压：(V_{GOP})为+20 V。
• 导通电阻：(R{DS(on)})的典型值为40 mΩ，最大值为56 mΩ（条件未给出），在(V{DS} = 20 V)，(I_{D} = 35 A)时为20 mΩ。

电荷、电容和栅极电阻

• 输入电容：(C{ISS})在(V{GS} = 0 V)，(f = 1 MHz)，(V_{DS} = 800 V)时为1781 pF。
• 反向传输电容：(C_{RSS})为12 pF。
• 总栅极电荷：(Q_{G(tot)})为106 nC。
• 阈值栅极电荷：(Q_{GS})为16 nC。
• 栅漏电荷：(Q_{GD})为2.2 nC。

开关特性

• 上升时间：(t{r})在(I{D} = 47 A)，(R_{G} = 4.7 Ω)，感性负载下为[具体值未给出]。
• 关断延迟时间：(t_{d(off)})为33 ns。
• 下降时间：(t_{f})为[具体值未给出]。
• 导通开关损耗：(E_{ON})为1003 μJ。
• 关断开关损耗：(E_{OFF})为247 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34 A。
• 脉冲漏源二极管正向电流：在相同条件下为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3.8 V。
• 反向恢复时间：(t{rr})在(V{GS} = -5/20 V)，(I{SD} = 47 A)，(di{S}/dt = 1000 A/μs)时为[具体值未给出]。
• 反向恢复电荷：(Q_{RR})为125 μC。
• 反向恢复能量：[具体值未给出]。
• 峰值反向恢复电流：[具体值未给出]。
• 充电时间：(t_{a})为12.4 ns。

热阻

热阻是衡量器件散热性能的重要参数。NTHL040N120SC1的结到壳热阻(R_{θJC})为0.43 °C/W。需要注意的是，整个应用环境会影响热阻的值，它不是一个常数，仅在特定条件下有效。

封装和订购信息

该MOSFET采用TO - 247 - 3LD封装，每管装30个单元。其封装尺寸有详细的规定，具体如下：	尺寸	最小值（mm）	标称值（mm）	最大值（mm）
A	4.58	4.70	4.82
A1	2.20	2.40	2.60
A2	1.40	1.50	1.60
D	20.32	20.57	20.82
E	-	-	15.87
E2	4.96	5.08	5.20
e	-	5.56	-
L	-	-	-
L1	3.69	3.81	3.93
øP	3.51	3.58	3.65
Q	5.34	5.46	5.58
S	5.34	-	-
b	1.17	1.26	1.35
b2	-	1.65	1.77
-	2.42	2.54	2.66
C	0.51	0.61	0.71
D1	13.08	-	-
D2	0.51	0.93	1.35
E1	-	-	-
ø P1	6.60	6.80	7.00

总结

NTHL040N120SC1碳化硅MOSFET以其低导通电阻、低栅极电荷和快速开关特性，为电力电子应用提供了高效、可靠的解决方案。无论是在UPS、DC - DC转换器还是升压逆变器中，它都能发挥出色的性能。在设计电路时，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择和使用该器件，并注意其最大额定值和热阻等参数，以确保系统的稳定性和可靠性。

你在实际设计中是否使用过类似的碳化硅MOSFET呢？在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。