Onsemi N沟道开关J111、J112、J113系列器件解析

作为电子工程师，在设计电路时，选择合适的开关器件至关重要。今天来详细解析Onsemi的N沟道开关J111、J112、J113以及MMBFJ111、MMBFJ112、MMBFJ113系列器件，希望能为大家在实际设计中提供一些参考。

一、器件特点

这些器件专为低电平模拟开关、采样保持电路以及斩波稳定放大器而设计。源极和漏极可互换，并且是无铅器件，符合环保要求。这一特性使得在电路设计中，工程师可以更灵活地布局，减少了对特定引脚方向的限制，提高了设计的自由度。

二、绝对最大额定值

在使用任何器件时，了解其绝对最大额定值是非常重要的。该系列器件在环境温度 (T_{A}=25^{circ} C) （除非另有说明）的条件下，各项参数如下：	Symbol	Parameter	Value
V DG	Drain−Gate Voltage	35	V
V GS	Gate−Source Voltage	−35	V
I GF	Forward Gate Current	50	mA
T J , T STG	Operating and Storage Junction Temperature Range	−55 to 150	° C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件。如果超过这些限制，器件的功能可能无法保证，还可能会对器件造成损坏并影响其可靠性。这里的额定值是基于最大结温为 (150^{circ}C) ，并且这些是稳态限制。对于涉及脉冲或低占空比操作的应用，需要咨询Onsemi。

三、热特性

热特性对于器件的稳定运行至关重要。同样在 (T_{A}=25^{circ} C) （除非另有说明）的条件下，J111、J112、J113的热特性如下：

总器件功耗：在 (25^{circ}C) 以上，每升高 (1^{circ}C) ，功耗降低 (2.8 mW) 。
热阻：结到外壳的热阻以及结到环境的热阻，其中结到环境的热阻为 (200) 。这里的PCB尺寸有特定要求，为FR - 4， (76 mm x 114 mm x 1.57 mm) （ (3.0) 英寸 (x 4.5) 英寸 (x 0.062) 英寸），且具有最小焊盘尺寸。器件安装在 (36 mm x 18 mm x 1.5 mm) 的FR - 4 PCB上，集电极引脚的安装焊盘最小为 (6 cm^{2}) 。

在实际设计中，我们需要根据这些热特性来合理布局器件，确保散热良好，避免因过热导致器件性能下降或损坏。

四、电气特性

1. 关断特性

栅源击穿电压 (V(BR)GSS) ：在 (IG = −1.0 A) ， (VDS = 0) 的条件下为 (-35V) 。
栅极反向电流 (IGSS) ：在 (VGS = −15 V) ， (VDS = 0) 的条件下为 (-1.0 nA) 。
栅源截止电压 (VGS(off)) ：不同型号有不同的值，如J111为 (-3.0) 到 (-10.0 V) ，J112为 (-1.0) 到 (-5.0 V) ，J113为 (-0.5) 到 (-3.0 V) 。
漏极截止泄漏电流 (ID(off)) ：在 (VDS = 5.0 V) ， (VGS = −10 V) 的条件下为 (- 1.0 nA) 。

2. 导通特性

零栅压漏极电流 (loss) ：在 (V{D S}=15 V) ， (V{G S}=0) 的条件下，J111为 (20 mA) ，J112为 (5.0 mA) ，J113为 (2.0 mA) 。这里采用脉冲测试，脉冲宽度 (≤300 mu s) ，占空比 (≤2%) 。
漏源导通电阻 (rDS(on)) ：在 (V{D S} leq 0.1 V) ， (V{G S}=0) 的条件下，J111最大为 (30 Omega) ，J112最大为 (50 Omega) ，J113最大为 (100 Omega) 。

3. 小信号特性

漏栅和源栅导通电容 (C dg (on)) 、 (C sg (on)) ：在 (V DS = 0) ， (V GS = 0) ， (f = 1.0 MHz) 的条件下，最大为 (28 pF) 。
漏栅截止电容 (C dg (off)) 和源栅截止电容 (C sg (off)) ：在 (V DS = 0) ， (V GS = −10 V) ， (f = 1.0 MHz) 的条件下，最大为 (5.0 pF) 。

五、典型性能特性

文档中给出了一系列典型性能特性的图表，包括共漏源特性、参数交互特性、传输特性、导通电阻与漏极电流关系、归一化漏极电阻与偏置电压关系、跨导与漏极电流关系、输出电导与漏极电流关系、电容与电压关系、噪声电压与频率关系、噪声电压与电流关系、功耗与环境温度关系、开关导通时间与栅源电压关系以及开关关断时间与漏极电流关系等。这些图表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，从而在设计中做出更合理的选择。