探索 onsemi NVHL075N065SC1 SiC MOSFET：高性能與可靠性的完美結(jié)合

作為一名電子工程師，在日常的設(shè)計(jì)工作中，我們總是在尋找那些能夠提升產(chǎn)品性能、增強(qiáng)可靠性的優(yōu)質(zhì)元器件。今天，我想和大家分享一款來自 onsemi 的單通道 N 溝道 SiC（碳化硅）功率 MOSFET——NVHL075N065SC1，它在多個(gè)方面展現(xiàn)出了卓越的特性，非常適合應(yīng)用于汽車相關(guān)領(lǐng)域。

文件下載：onsemi NVHL075N065SC1碳化硅 (SiC) MOSFET.pdf

關(guān)鍵參數(shù)與特性亮點(diǎn)

基本參數(shù)

NVHL075N065SC1 的耐壓為 650V，最大連續(xù)漏極電流（$I_D$）在 $T_c = 25^{\circ}C$ 時(shí)可達(dá) 38A，$Tc = 100^{\circ}C$ 時(shí)為 26A，脈沖漏極電流（$I{DM}$）更是高達(dá) 120A。其導(dǎo)通電阻（$R{DS(on)}$）表現(xiàn)出色，在 $V{GS}=18V$ 時(shí)典型值為 57mΩ，$V_{GS}=15V$ 時(shí)典型值為 75mΩ。

特性優(yōu)勢(shì)

• 低柵極電荷：超低的柵極總電荷（$Q_{G(tot)} = 61nC$），這意味著在開關(guān)過程中，驅(qū)動(dòng)該 MOSFET 所需的能量更少，能夠有效降低驅(qū)動(dòng)損耗，提高開關(guān)速度。
• 低輸出電容：輸出電容（$C_{oss}=107pF$）較低，有助于減少開關(guān)過程中的能量損耗，提高效率，同時(shí)也能降低開關(guān)噪聲。
• 雪崩測(cè)試與認(rèn)證：經(jīng)過 100% 雪崩測(cè)試，保證了在極端情況下的可靠性。并且該器件通過了 AEC - Q101 認(rèn)證，具備 PPAP 能力，符合汽車級(jí)應(yīng)用的嚴(yán)格要求。
• 環(huán)保特性：該器件無鉛且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

最大額定值與熱阻特性

最大額定值

在使用該 MOSFET 時(shí)，我們需要特別關(guān)注其最大額定值，以確保器件的安全可靠運(yùn)行。例如，漏源電壓（$V{DSS}$）最大為 650V，柵源電壓（$V{GS}$）范圍為 -8V 至 +22V，推薦的柵源工作電壓（$V_{GSop}$）在 $T_c < 175^{\circ}C$ 時(shí)為 -5V 至 +18V。

熱阻特性

熱阻是衡量器件散熱性能的重要指標(biāo)。該 MOSFET 的結(jié)到殼穩(wěn)態(tài)熱阻（$R{θJC}$）最大為 1.01°C/W，結(jié)到環(huán)境穩(wěn)態(tài)熱阻（$R{θJA}$）為 40°C/W。不過需要注意的是，整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會(huì)影響熱阻數(shù)值，這些數(shù)值并非恒定不變，僅在特定條件下有效。

電氣特性詳解

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓：$V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$I_D = 1mA$ 時(shí)為 650V，并且其溫度系數(shù)為 -0.15V/°C（$I_D = 20mA$，參考 25°C）。
• 零柵壓漏極電流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$V_{DS} = 650V$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時(shí)為 10μA，$T_J = 175^{\circ}C$ 時(shí)最大為 1mA。
• 柵源漏電流：$I{GSS}$ 在 $V{GS} = +18/ - 5V$，$V_{DS} = 0V$ 時(shí)為 250nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓：$V_{GS(TH)}$ 在 $VS = V{GS}$，$I_D = 5mA$ 時(shí)，最小值為 1.8V，典型值為 2.8V，最大值為 4.3V。
• 推薦柵極電壓：$V_{GOP}$ 范圍為 -5V 至 +18V。
• 漏源導(dǎo)通電阻：$R{DS(on)}$ 會(huì)隨著 $V{GS}$ 和溫度的變化而變化。在不同條件下，其數(shù)值有所不同，例如在 $V_{GS}=15V$，$I_D = 15A$，$TJ = 25^{\circ}C$ 時(shí)典型值為 75mΩ；$V{GS}=18V$，$I_D = 15A$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時(shí)典型值為 57mΩ，$T_J = 175^{\circ}C$ 時(shí)為 68mΩ。
• 正向跨導(dǎo)：$g{fs}$ 在 $V{DS}=10V$，$I_D = 15A$ 時(shí)典型值為 9S。

電荷、電容與柵極電阻特性

• 輸入電容：$C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V_{DS} = 325V$ 時(shí)為 1196pF。
• 輸出電容：$C_{oss}=107pF$。
• 反向傳輸電容：$C_{rss}=9pF$。
• 總柵極電荷：$Q{G(tot)}$ 在 $V{GS}=-5/18V$，$V_{DS} = 520V$，$I_D = 15A$ 時(shí)為 61nC。
• 柵源電荷：$Q_{GS}=19nC$。
• 柵漏電荷：$Q_{GD}=18nC$。
• 柵極電阻：$R_G$ 在 $f = 1MHz$ 時(shí)為 5.8Ω。

開關(guān)特性

該 MOSFET 的開關(guān)特性也十分出色，包括較短的開啟延遲時(shí)間（$t_{d(ON)} = 10ns$）、上升時(shí)間（$tr = 26ns$）、關(guān)斷延遲時(shí)間（$t{d(OFF)} = 22ns$）和下降時(shí)間（$tf = 8ns$）。開啟開關(guān)損耗（$E{ON}$）為 113mJ，關(guān)斷開關(guān)損耗（$E{OFF}$）為 16mJ，總開關(guān)損耗（$E{tot}$）為 129mJ。

漏源二極管特性

• 連續(xù)漏源二極管正向電流：$I{SD}$ 在 $V{GS}=-5V$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時(shí)最大為 34A。
• 脈沖漏源二極管正向電流：$I_{SDM}$ 最大為 120A。
• 正向二極管電壓：$V{SD}$ 在 $V{GS}=-5V$，$I_{SD}=15A$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時(shí)為 4.4V。
• 反向恢復(fù)特性：反向恢復(fù)時(shí)間（$t{RR}$）為 16ns，反向恢復(fù)電荷（$Q{RR}$）為 68nC，反向恢復(fù)能量（$E{REC}$）為 11μJ，峰值反向恢復(fù)電流（$I{RRM}$）為 8.7A，充電時(shí)間（$T_a$）為 8.4ns，放電時(shí)間（$T_b$）為 7.4ns。

典型應(yīng)用與注意事項(xiàng)

典型應(yīng)用

NVHL075N065SC1 非常適合應(yīng)用于汽車車載充電器以及電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域。其高性能和可靠性能夠滿足這些應(yīng)用對(duì)功率器件的嚴(yán)格要求。

注意事項(xiàng)

在使用過程中，需要注意不要超過器件的最大額定值，否則可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。同時(shí)，要考慮整個(gè)應(yīng)用環(huán)境對(duì)熱阻的影響，合理設(shè)計(jì)散熱方案，以確保器件在合適的溫度范圍內(nèi)工作。

封裝與訂購信息

該器件采用 TO247 - 3L 封裝，每管裝 30 個(gè)。在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，需要根據(jù)其封裝尺寸進(jìn)行合理布局，以保證良好的電氣連接和散熱性能。

總體而言，onsemi 的 NVHL075N065SC1 SiC MOSFET 憑借其出色的參數(shù)特性和可靠性，為電子工程師在汽車相關(guān)電源設(shè)計(jì)等領(lǐng)域提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中是否有使用過類似的 SiC MOSFET 呢？在使用過程中又遇到過哪些問題和挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。