onsemi NTB110N65S3HF MOSFET：高性能之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）是至關(guān)重要的元件，它廣泛應(yīng)用于各類電源系統(tǒng)中。今天，我們來詳細(xì)探討一下 onsemi 的 NTB110N65S3HF 這款 N 溝道 SUPERFET III FRFET MOSFET。

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產(chǎn)品概述

SUPERFET III MOSFET 是 onsemi 全新的高壓超結(jié)（SJ）MOSFET 系列，它采用了電荷平衡技術(shù)，具備出色的低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷性能。這種先進(jìn)技術(shù)能有效降低傳導(dǎo)損耗，提供卓越的開關(guān)性能，并能承受極高的 dv/dt 速率，非常適合各種需要小型化和高效率的電源系統(tǒng)。此外，SUPERFET III FRFET MOSFET 優(yōu)化了體二極管的反向恢復(fù)性能，可減少額外元件，提高系統(tǒng)可靠性。

關(guān)鍵特性

電氣特性

• 耐壓與電流：V_DSS（漏源極電壓）最大值為 650V，連續(xù)漏極電流 I_D 在 T_C=25°C 時(shí)為 30A，T_C=100°C 時(shí)為 19.5A，脈沖漏極電流 I_DM 可達(dá) 69A。
• 導(dǎo)通電阻：典型的 R_DS(on)（靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻）為 98mΩ，最大值為 110mΩ（V_GS=10V，I_D=15A）。
• 柵極特性：超低柵極電荷（典型 Q_g=62nC），低有效輸出電容（典型 C_oss(eff.)=522pF）。
• 雪崩特性：經(jīng)過 100% 雪崩測試，單脈沖雪崩能量 E_AS 為 380mJ，雪崩電流 I_AS 為 4.4A，重復(fù)雪崩能量 E_AR 為 2.4mJ。

熱特性

• 結(jié)到外殼的最大熱阻 R_θJC 為 0.52°C/W，結(jié)到環(huán)境的最大熱阻 R_θJA 為 45°C/W。

封裝與標(biāo)識

采用 D2PAK（TO - 263 3 - 引腳）封裝，標(biāo)記包含 onsemi 標(biāo)志、組裝廠代碼、數(shù)據(jù)代碼（年和周）、批次等信息。訂購信息可參考數(shù)據(jù)手冊第 2 頁。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 電信/服務(wù)器電源：滿足其對高效率和高可靠性的要求。
• 工業(yè)電源：適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜需求。
• 電動(dòng)汽車充電器：能承受較大的電流和電壓變化。
• UPS/太陽能：在這些領(lǐng)域發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

典型性能曲線分析

導(dǎo)通區(qū)域特性

從圖 1 可以看出不同柵源電壓下，漏極電流與漏源電壓的關(guān)系。隨著柵源電壓的增加，漏極電流在相同漏源電壓下也會增大，這對于設(shè)計(jì)不同功率需求的電路非常有參考價(jià)值。

轉(zhuǎn)移特性

圖 2 展示了不同溫度下，漏極電流與柵源電壓的關(guān)系?？梢园l(fā)現(xiàn)溫度對漏極電流有一定影響，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮溫度補(bǔ)償?shù)却胧?/p>

導(dǎo)通電阻變化

圖 3 顯示了導(dǎo)通電阻隨漏極電流和柵源電壓的變化情況。當(dāng)柵源電壓固定時(shí)，導(dǎo)通電阻隨著漏極電流的增加而略有增加；而在相同漏極電流下，較高的柵源電壓會使導(dǎo)通電阻降低。

體二極管正向電壓變化

圖 4 反映了體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化。溫度升高時(shí)，在相同源極電流下，體二極管正向電壓會降低。

電容特性

圖 5 展示了輸入電容 C_iss、輸出電容 C_oss 和反饋電容 C_rss 隨漏源電壓的變化。了解這些電容特性對于分析 MOSFET 的開關(guān)速度和功耗非常重要。

柵極電荷特性

圖 6 體現(xiàn)了總柵極電荷 Q_g(tot) 與柵源電壓的關(guān)系，有助于確定驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)參數(shù)。

擊穿電壓和導(dǎo)通電阻隨溫度變化

圖 7 和圖 8 分別展示了擊穿電壓和導(dǎo)通電阻隨結(jié)溫的變化?？梢钥闯鰮舸╇妷弘S溫度升高而略有增加，導(dǎo)通電阻則隨溫度升高而增大。

最大安全工作區(qū)

圖 9 給出了不同脈寬下，漏極電流和漏源電壓的安全工作范圍。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保 MOSFET 在這個(gè)范圍內(nèi)工作，以避免損壞。

最大漏極電流與外殼溫度關(guān)系

圖 10 顯示了最大漏極電流隨外殼溫度的變化。隨著外殼溫度升高，最大漏極電流會下降，這在散熱設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮。

E_oss 與漏源電壓關(guān)系

圖 11 展示了 E_oss（輸出電容存儲的能量）與漏源電壓的關(guān)系，對于分析開關(guān)損耗有重要意義。

瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線

圖 12 反映了歸一化有效瞬態(tài)熱阻隨脈沖持續(xù)時(shí)間和占空比的變化，可用于評估 MOSFET 在不同工作條件下的熱性能。

測試電路與波形

文檔中還給出了柵極電荷測試電路及波形（圖 13）、電阻性開關(guān)測試電路及波形（圖 14）、非鉗位電感開關(guān)測試電路及波形（圖 15）和峰值二極管恢復(fù) dv/dt 測試電路及波形（圖 16）。這些測試電路和波形有助于工程師深入了解 MOSFET 的工作特性，進(jìn)行準(zhǔn)確的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試。

總結(jié)

onsemi 的 NTB110N65S3HF MOSFET 憑借其出色的電氣特性、熱特性和優(yōu)化的體二極管性能，在眾多電源應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)充分考慮其各項(xiàng)特性和典型性能曲線，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，合理選擇和使用該 MOSFET，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。大家在使用這款 MOSFET 時(shí)，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。