onsemi碳化硅JFET晶体管UJ3N120070K3S：高性能电力电子新选择

在电力电子领域，寻找高性能、低损耗的功率器件一直是工程师们的追求。今天我们就来详细探讨一下安森美（onsemi）推出的碳化硅（SiC）JFET晶体管UJ3N120070K3S，看看它在实际应用中能为我们带来哪些惊喜。

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产品概述

安森美提供的第三代（G3）碳化硅常开JFET晶体管系列，具备超低导通电阻（RDS(ON)）和栅极电荷（QG），这使得它在传导和开关损耗方面表现出色。该器件在VGS = 0 V时具有低RDS(ON)的常开特性，非常适合用于无需主动控制的电流保护电路，同时也适用于共源共栅操作。

产品特性

低导通电阻

典型导通电阻RDS(on)为70 mΩ，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。想象一下，在一个大功率电源系统中，低导通电阻可以减少发热，降低散热成本，提高整个系统的稳定性。

电压控制

采用电压控制方式，方便与其他电路进行集成和控制。这对于设计复杂的电力电子系统来说，是一个非常重要的特性，它可以简化控制电路的设计，提高系统的可靠性。

宽温度范围

最大工作温度可达175 °C，能够在高温环境下稳定工作。在一些工业应用中，如高温熔炉、汽车发动机舱等，高温环境对器件的性能是一个巨大的挑战。而这款器件的宽温度范围特性，使得它能够适应这些恶劣的工作环境。

快速开关特性

具有极快的开关速度，且开关速度不受温度影响。快速开关可以减少开关损耗，提高系统的效率和响应速度。在高频开关电源和电机驱动等应用中，快速开关特性可以使系统在更高的频率下工作，减小滤波器的尺寸，降低成本。

低栅极电荷和固有电容

低栅极电荷和固有电容可以减少驱动电路的功耗，提高驱动效率。这对于降低系统的整体功耗非常重要，特别是在一些对功耗要求较高的应用中，如便携式电子设备和节能型电源。

环保特性

该器件无铅、无卤素，符合ROHS标准，符合现代环保要求。在环保意识日益增强的今天，环保特性已经成为产品的一个重要竞争力。

典型应用

过流保护电路

由于其常开特性和低RDS(ON)，该器件非常适合用于过流保护电路。当电路中出现过流情况时，器件能够迅速响应，保护电路免受损坏。

DC - AC逆变器

在DC - AC逆变器中，该器件的低损耗和快速开关特性可以提高逆变器的效率和性能。逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备，在太阳能发电、UPS等领域有着广泛的应用。

开关模式电源

开关模式电源是现代电子设备中常用的电源形式，该器件的高性能可以提高开关模式电源的效率和稳定性，降低电源的体积和重量。

功率因数校正模块

功率因数校正模块可以提高电源的功率因数，减少电网的谐波污染。该器件的低损耗和快速开关特性可以提高功率因数校正模块的性能，使其更加高效和稳定。

电机驱动

在电机驱动应用中，该器件的快速开关特性可以实现精确的电机控制，提高电机的效率和性能。电机驱动广泛应用于工业自动化、电动汽车等领域。

感应加热

感应加热是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的加热方式，该器件的快速开关特性可以提高感应加热的效率和控制精度。

电气特性

最大额定值

参数	符号	测试条件	值	单位
漏源电压	VDS	-	1200	V
栅源电压（DC）	VGS	-	-20 至 +3	V
栅源电压（AC）	VGS	（注1）	-20 至 +20	V
连续漏极电流（TC = 25 °C）	ID	-	33.5	A
连续漏极电流（TC = 100 °C）	ID	-	24.5	A
脉冲漏极电流（TC = 25 °C）	IDM	-	85	A
功率耗散（TC = 25 °C）	Ptot	-	254	W
最大结温	TJ, max	-	175	°C
工作和存储温度	TJ, TSTG	-	-55 至 175	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8”，5秒）	TL	-	250	°C

注：

1. +20 V AC 额定值适用于外部RG > 1 Ω且导通脉冲 <200 ns 的情况，受TJ, max限制。
2. 脉冲宽度tp受TJ, max限制。

静态特性

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
漏源击穿电压	BVDS	VGS = -20V, ID = 1 mA	-	-	-	V
漏极电流	ID	VDS = 1200 V, VGS = -20 V, TJ = 25°C	-	5	30	μA
漏极电流（TJ = 175°C）	ID	-	-	18	-	μA
总栅极泄漏电流	IG	VGS = -20 V, TJ = 25°C	-	-	50	μA
总栅极泄漏电流（TJ = 175°C）	IG	-	-	20	-	μA
漏源导通电阻	RDS(on)	VGS = 2 V, ID = 10 A, TJ = 25°C	-	63	-	mΩ
漏源导通电阻（TJ = 175°C）	RDS(on)	VGS = 2 V, ID = 10 A	-	90	-	mΩ
漏源导通电阻（TJ = 175°C，VGS = 0 V）	RDS(on)	-	-	154	-	mΩ
栅极阈值电压	VG(th)	VDS = 5 V, ID = 35 mA	-14	-11.5	-6	V
栅极电阻	RG	f = 1 MHz, 开漏	-	3.3	-	Ω

动态特性

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
输入电容	Ciss	f = 100 kHz	-	-	-	pF
输出电容	Coss	-	-	100	-	pF
反向传输电容	Crss	-	-	95	-	pF
有效输出电容（能量相关）	-	VDS = 0 V 至 800 V, VGS = -20 V	-	52	-	pF
总栅极电荷	QG	VDS = 800 V, ID = 25 A	-	116	-	nC
栅漏电荷	QGD	-	-	63	-	nC
栅源电荷	Qgs	-	-	11	-	nC
导通延迟时间	td(on)	栅极驱动器 = -18V 至 0V, 感性负载, FWD: UJ2D1215T	-	17	25	ns
关断延迟时间	td(off)	-	-	29	-	ns
下降时间	tf	-	-	39	-	ns
导通能量	EON	-	-	434	-	μJ
关断能量	EOFF	-	-	393	-	μJ
导通延迟时间（TJ = 150°C）	td(on)	VDS = 800 V, ID = 25 A, 栅极驱动器 = -18V 至 0V, RG. EXT = 1 Ω, FWD: UJ2D1215T	-	17	-	ns
上升时间	tr	-	-	23	-	ns
关断延迟时间（TJ = 150°C）	td(off)	-	-	25	-	ns
下降时间（TJ = 150°C）	tf	-	-	24	-	ns
导通能量（TJ = 150°C）	EON	-	-	418	-	μJ
关断能量（TJ = 150°C）	EOFF	-	-	278	-	μJ
总开关能量（TJ = 150°C）	ETOTAL	-	-	696	-	μJ

这些电气特性为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。例如，在设计开关电源时，需要根据器件的导通电阻和开关能量来计算电源的效率和损耗；在设计电机驱动电路时，需要根据器件的开关速度和栅极电荷来选择合适的驱动电路。

典型性能图表

文档中还提供了一系列典型性能图表，包括不同温度下的输出特性、漏源泄漏电流、电容特性、导通电阻与温度的关系等。这些图表可以帮助工程师更好地了解器件的性能随温度和其他参数的变化情况，从而优化电路设计。

例如，从导通电阻与温度的关系图表中，工程师可以了解到在不同温度下器件的导通电阻变化情况，从而在设计电路时考虑温度对器件性能的影响。

订购信息

部件编号	标记	封装	运输
UJ3N120070K3S	UJ3N120070K3S	TO247 - 3（无铅、无卤素）	600 个/管

总结

安森美UJ3N120070K3S碳化硅JFET晶体管具有低导通电阻、快速开关、宽温度范围等诸多优点，适用于多种电力电子应用。在实际设计中，工程师可以根据器件的电气特性和典型性能图表，结合具体的应用需求，合理选择和使用该器件，以提高电路的性能和可靠性。

你在设计电力电子电路时，是否会考虑使用这款碳化硅JFET晶体管呢？欢迎在评论区分享你的想法和经验。