Onsemi NVMFD027N10MCL雙N溝道MOSFET：設(shè)計(jì)利器解析

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，選擇合適的MOSFET至關(guān)重要。今天就來詳細(xì)聊聊Onsemi的NVMFD027N10MCL，一款100V、26mΩ、28A的雙N溝道功率MOSFET，看看它有哪些特性值得我們關(guān)注。

文件下載：onsemi NVMFD027N10MCL雙N溝道功率MOSFET.pdf

一、器件特性亮點(diǎn)

緊湊設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

NVMFD027N10MCL采用了5x6 mm的小尺寸封裝，這對(duì)于追求緊湊設(shè)計(jì)的項(xiàng)目來說簡(jiǎn)直是福音。在如今電子產(chǎn)品不斷向小型化發(fā)展的趨勢(shì)下，這種小尺寸MOSFET能夠有效節(jié)省PCB空間，讓電路板的布局更加合理。

低損耗特性

它具有低 $R{DS(on)}$ 特性，這可以最大程度地減少傳導(dǎo)損耗。想象一下，在一個(gè)高功率的電路中，如果MOSFET的導(dǎo)通電阻過大，那么在導(dǎo)通狀態(tài)下就會(huì)有大量的能量以熱量的形式損耗掉。而NVMFD027N10MCL的低 $R{DS(on)}$ 特性，能夠讓電路更加高效地工作。同時(shí)，低 $Q_{G}$ 和電容特性也能減少驅(qū)動(dòng)損耗，進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。

汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)保特性

該器件通過了AEC - Q101認(rèn)證，具備PPAP能力，這意味著它可以應(yīng)用于汽車電子等對(duì)可靠性要求極高的領(lǐng)域。而且，它是無鉛、無鹵、無鈹?shù)模⑶曳蟁oHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求，讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)環(huán)保型產(chǎn)品時(shí)也能放心使用。

典型應(yīng)用

二、關(guān)鍵參數(shù)解讀

最大額定值

需要注意的是，如果超過這些最大額定值，可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱阻額定值

熱阻是衡量器件散熱能力的重要指標(biāo)。NVMFD027N10MCL的熱阻值會(huì)受到整個(gè)應(yīng)用環(huán)境的影響，并非固定常數(shù)。例如，在表面貼裝于FR4板上，使用1平方英寸、2盎司銅箔焊盤的情況下，結(jié)到殼的穩(wěn)態(tài)熱阻 $R{θJC}$ 為3.29 $^{\circ}C$/W，結(jié)到環(huán)境的穩(wěn)態(tài)熱阻 $R{θJA}$ 為48 $^{\circ}C$/W。在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)，我們需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境來合理考慮這些熱阻參數(shù)。

三、電氣特性分析

關(guān)斷特性

在關(guān)斷狀態(tài)下，漏源擊穿電壓 $V{(BR)DSS}$ 是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng) $V{GS}=0V$，$I{D}=250\mu A$ 時(shí)，$V{(BR)DSS}$ 為100V。同時(shí)，漏源擊穿電壓溫度系數(shù)為50mV/$^{\circ}C$，這意味著隨著溫度的升高，漏源擊穿電壓會(huì)有所增加。零柵壓漏極電流 $I{DSS}$ 在不同溫度下也有所不同，$T{J}=25^{\circ}C$ 時(shí)為1.0μA，$T_{J}=125^{\circ}C$ 時(shí)為100μA。

導(dǎo)通特性

導(dǎo)通特性方面，柵極閾值電壓 $V{GS(TH)}$ 在 $I{D}=38A$ 時(shí)，范圍為1 - 3V。閾值溫度系數(shù)為 -5.4mV/$^{\circ}C$，意味著隨著溫度升高，閾值電壓會(huì)降低。漏源導(dǎo)通電阻 $R{DS(on)}$ 則與柵源電壓和漏極電流有關(guān)，當(dāng) $V{GS}=10V$，$I{D}=7A$ 時(shí)，$R{DS(on)}$ 典型值為21mΩ，最大值為26mΩ；當(dāng) $V{GS}=4.5V$，$I{D}=5A$ 時(shí)，典型值為28mΩ，最大值為35mΩ。

電荷與電容特性

輸入電容 $C{iss}$、輸出電容 $C{oss}$ 和反向傳輸電容 $C{RSS}$ 等參數(shù)會(huì)影響MOSFET的開關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)要求。例如，輸入電容 $C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V{DS}=50V$ 時(shí)為720pF。總柵極電荷 $Q{G(TOT)}$ 也會(huì)隨著柵源電壓的不同而變化，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=50V$，$I{D}=7A$ 時(shí)為5.5nC；$V{GS}=10V$，$V{DS}=50V$，$I_{D}=7A$ 時(shí)為11nC。

開關(guān)特性

開關(guān)特性對(duì)于高頻應(yīng)用非常重要。該MOSFET的開通延遲時(shí)間 $t{d(ON)}$ 為7ns，上升時(shí)間 $t{r}$ 為2.5ns，關(guān)斷延遲時(shí)間 $t{d(OFF)}$ 為19ns，下降時(shí)間 $t{f}$ 為3.2ns。這些參數(shù)表明它具有較快的開關(guān)速度，能夠滿足一些對(duì)開關(guān)頻率要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

漏源二極管特性

漏源二極管的正向電壓 $V{SD}$ 在不同溫度下有所不同，$T{J}=25^{\circ}C$，$I{S}=7A$ 時(shí)為0.84 - 1.3V；$T{J}=125^{\circ}C$ 時(shí)為0.73V。反向恢復(fù)時(shí)間 $t{RR}$ 為28ns，反向恢復(fù)電荷 $Q{RR}$ 為17nC。

四、典型特性曲線參考

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻與柵源電壓關(guān)系、導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度變化、漏源漏電流與電壓關(guān)系、電容變化、柵源電壓與總電荷關(guān)系、電阻性開關(guān)時(shí)間隨柵極電阻變化、二極管正向電壓與電流關(guān)系、最大額定正向偏置安全工作區(qū)、最大漏極電流與雪崩時(shí)間關(guān)系以及瞬態(tài)熱阻抗等曲線。這些曲線能夠幫助我們更直觀地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可以根據(jù)這些曲線來優(yōu)化電路參數(shù)。

五、封裝尺寸與訂購信息

封裝尺寸

NVMFD027N10MCL采用DFN8 5x6，1.27P雙引腳（SO8FL - 雙）封裝，文檔中詳細(xì)給出了封裝的尺寸參數(shù)，包括各個(gè)尺寸的最小值、最大值等。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要根據(jù)這些尺寸來合理安排焊盤和布局，確保器件能夠正確安裝和焊接。

訂購信息

該器件有不同的型號(hào)可供選擇，如NVMFD027N10MCLT1G采用DFN8（無鉛）封裝，每盤1500個(gè)；NVMFWD027N10MCLT1G（可焊?jìng)?cè)翼）采用卷帶包裝。如果需要了解卷帶規(guī)格的詳細(xì)信息，可以參考相關(guān)的包裝規(guī)格手冊(cè)。

六、總結(jié)與思考

總的來說，Onsemi的NVMFD027N10MCL雙N溝道MOSFET具有緊湊設(shè)計(jì)、低損耗、符合汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保要求等諸多優(yōu)點(diǎn)，在功率電路設(shè)計(jì)中具有很大的應(yīng)用潛力。但是，在實(shí)際使用過程中，我們也需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景來合理選擇和使用。例如，在高功率、高頻的應(yīng)用中，我們需要更加關(guān)注其開關(guān)特性和熱性能；在對(duì)空間要求較高的應(yīng)用中，其小尺寸封裝就成為了優(yōu)勢(shì)。那么，你在實(shí)際設(shè)計(jì)中遇到過哪些MOSFET選擇和應(yīng)用的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。