安森美60毫欧、900V碳化硅MOSFET的技术剖析与应用展望

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功率器件。今天，我们就来深入剖析安森美（onsemi）推出的一款60毫欧、900V碳化硅MOSFET——NTBG060N090SC1。

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产品特性亮点

低导通电阻

该器件在不同栅源电压下展现出极低的导通电阻。典型情况下，当 (V{GS}=15V) 时，(R{DS(on)}=60mOmega)；当 (V{GS}=18V) 时，(R{DS(on)}=43mOmega)。低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更小，能够有效提高系统的效率，这对于追求高效节能的应用场景至关重要。

超低栅极电荷与高速开关特性

具有超低的栅极电荷 (Q{G(tot)}=88nC)，结合低电容特性（(C{oss}=115pF)），使得该MOSFET能够实现高速开关。高速开关特性不仅可以减少开关损耗，还能提高系统的工作频率，从而减小滤波器等外围元件的尺寸，降低系统成本和体积。

雪崩测试与高温性能

该器件经过100%雪崩测试，具备良好的可靠性。其工作结温 (T_{J}) 可达175°C，能够在高温环境下稳定工作，这为一些对温度要求较为苛刻的应用提供了保障。

环保特性

此器件是无卤的，并且符合RoHS指令（豁免7a），在二级互连采用无铅2LI技术，满足环保要求。

典型应用场景

UPS（不间断电源）

在UPS系统中，需要高效、可靠的功率转换器件来保证在市电中断时能够迅速切换到备用电源，为负载提供稳定的电力。NTBG060N090SC1的低导通电阻和高速开关特性能够提高UPS的转换效率，减少能量损耗，延长电池的使用寿命。

DC - DC转换器

DC - DC转换器广泛应用于各种电子设备中，对功率密度和效率有较高的要求。该MOSFET的高性能能够满足DC - DC转换器在不同输入输出电压下的高效转换需求，有助于提高系统的整体性能。

升压逆变器

升压逆变器常用于太阳能光伏系统等领域，需要将较低的直流电压转换为较高的交流电压。NTBG060N090SC1的高耐压和低损耗特性能够提高升压逆变器的效率和可靠性，推动可再生能源的有效利用。

关键参数解读

最大额定值

参数	符号	值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	900	V
栅源电压	(V_{GS})	+22/−8	V
推荐栅源电压工作值	(V_{GSop})	+15/−5	V
稳态连续漏极电流（(T_{C}=25°C)）	(I_{D})	44	A
功率耗散（(T_{C}=25°C)）	(P_{D})	211	W
稳态连续漏极电流（(T_{A}=25°C)）	(I_{D})	5.8	A
功率耗散（(T_{A}=25°C)）	(P_{D})	3.6	W
脉冲漏极电流（(T_{A}=25°C)）	(I_{DM})	176	A
工作结温和存储温度范围	(T{J}, T{stg})	−55 to +175	°C
源极电流（体二极管）	(I_{S})	21	A
单脉冲漏源雪崩能量（(I_{L(pk)} = 18A, L = 1mH)）	(E_{AS})	162	mJ
焊接最大引脚温度（距外壳1/8英寸，5秒）	(T_{L})	245	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，并且在实际应用中，整个应用环境会影响热阻等参数，这些参数并非恒定值，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}=0V)，(I{D}=1mA) 时为900V，其温度系数为 (502mV/°C)（(I{D}=1mA)，参考25°C）。零栅压漏极电流 (I{DSS}) 在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=900V) 时，(T{J}=25°C) 为100μA，(T_{J}=175°C) 为250μA。
• 导通特性：栅极阈值电压 (V{GOP}) 以及漏源导通电阻 (R{DS(on)}) 会随着栅源电压和温度的变化而变化。例如，在 (V{GS}=18V)，(I{D}=20A)，(T{J}=25°C) 和 (V{GS}=15V)，(I{D}=20A)，(T{J}=175°C) 等不同条件下有不同的值。
• 电荷、电容与栅极电阻：输入电容 (C{oss}) 在 (V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V{DS}=450V) 时为115pF，总栅极电荷 (Q{G(TOT)}) 在 (V{GS}=-5/15V)，(V{DS}=720V)，(I_{D}=10A) 时有相应的值。
• 开关特性：在 (V_{GS}=10V) 时，开启延迟时间、上升时间、关断延迟时间、下降时间以及总开关损耗等参数都有明确的典型值。
• 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°C) 时为21A，脉冲漏源二极管正向电流 (I{SDM}) 为176A，正向二极管电压 (V{SD}) 在 (V{GS}=-5V)，(I{SD}=10A)，(T{J}=25°C) 时为3.9V。

典型特性曲线分析

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源电压的关系、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壳温的关系、最大额定正向偏置安全工作区、单脉冲最大功率耗散以及结到壳的瞬态热响应曲线等。这些曲线能够帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能，从而进行合理的设计和优化。

机械封装与订购信息

该器件采用D2PAK - 7L封装（CASE 418BJ），提供了详细的封装尺寸信息。订购信息显示，型号为NTBG060N090SC1的器件以800个/卷带和卷盘的形式发货。

总结与思考

安森美NTBG060N090SC1碳化硅MOSFET凭借其出色的性能和特性，在UPS、DC - DC转换器、升压逆变器等众多应用中具有广阔的前景。作为电子工程师，在设计过程中需要充分考虑器件的各项参数和特性，结合实际应用场景进行合理选择和优化。同时，我们也需要关注器件在不同工作条件下的性能变化，确保系统的可靠性和稳定性。你在使用碳化硅MOSFET的过程中遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。