onsemi NVCR8LS040N65S3FA MOSFET深度解析

在電子工程師的日常設計工作中，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導體場效應晶體管）是一種極為常見且關(guān)鍵的器件。今天我們就來詳細探討一下 onsemi 推出的 NVCR8LS040N65S3FA 這款 N 溝道、適用于汽車領(lǐng)域的 SUPERFET III、FRFET 型 MOSFET。

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產(chǎn)品特性

電氣特性

• 低導通電阻：在 (V{GS}=10V) 時，典型 (R{DS(on)}=33.8mOmega)。低導通電阻意味著在導通狀態(tài)下，MOSFET 的功率損耗更小，能夠有效提高電路的效率。這對于需要處理大電流的應用場景，如電源電路，尤為重要。
• 低柵極電荷：典型 (Q{g(tot)}=153nC)（(V{GS}=10V)）。低柵極電荷可以減少開關(guān)過程中的能量損耗，從而提高開關(guān)速度，降低開關(guān)損耗。
• 高擊穿電壓：漏源擊穿電壓 (BV_{DSS}) 最小值為 650V，這使得該 MOSFET 能夠承受較高的電壓，適用于高壓應用場景。

可靠性與合規(guī)性

• AEC - Q101 認證：通過了 AEC - Q101 認證，這表明該產(chǎn)品符合汽車級可靠性標準，能夠在汽車電子的復雜環(huán)境下穩(wěn)定工作。
• RoHS 合規(guī)：符合 RoHS 標準，意味著產(chǎn)品在環(huán)保方面達到了要求，減少了對環(huán)境的污染。

產(chǎn)品規(guī)格

封裝與尺寸

• 封裝形式：采用 Wafer Sawn on Foil 封裝。
• 尺寸信息：
  • 芯片尺寸為 9510x6170（單位未明確，推測為微米），鋸切后的芯片尺寸為 9490 + 30x6150 + 30。
  • 源極連接區(qū)域為 (8835x 2626.5)x2，柵極連接區(qū)域為 406x618。
  • 芯片厚度為 203.2 + 25.4。

材料與工藝

• 電極材料：柵極和源極采用 AlSiCu 材料，漏極采用 Ti - NiV - Ag（芯片背面）。
• 鈍化層：采用 SiN 作為鈍化層，能夠保護芯片表面，提高芯片的穩(wěn)定性和可靠性。
• 晶圓信息：晶圓直徑為 8 英寸，晶圓在 UV 膠帶上鋸切，不良芯片通過噴墨標記。

存儲條件

建議存儲溫度為 22 至 28°C，相對濕度為 40% 至 66%。在這樣的環(huán)境下存儲，可以保證芯片的性能和可靠性。

電氣參數(shù)

絕對最大額定值

電氣特性

• 關(guān)斷特性：
  • 漏源擊穿電壓 (BV_{DSS})：在 (ID = 1mA)，(V{GS}=0V) 時，最小值為 650V。
  • 漏源泄漏電流 (I{DSS})：在 (V{DS}=650V)，(V_{GS}=0V)，(TJ = 25°C) 時，最大值為 10μA；在 (V{DS}=520V)，(V_{GS}=0V)，(T_J = 125°C) 時，最大值為 103μA。
  • 柵源泄漏電流 (I{GSS})：在 (V{GS}=±30V) 時，最大值為 ±100nA。
• 導通特性：
  • 柵源閾值電壓 (V{GS(th)})：在 (V{GS}=V_{DS})，(I_D = 2.1mA) 時，范圍為 3.0 至 5.0V。
  • 漏源導通電阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS}=10V)，(I_D = 32.5A) 時，典型值為 33.8mΩ，最大值為 40mΩ。
  • 正向跨導 (g{FS})：在 (V{DS}=20V)，(I_D = 32.5A) 時，典型值為 40S。
• 動態(tài)特性：
  • 輸入電容 (C{iss})：在 (V{DS}=400V)，(V_{GS}=0V)，(f = 1MHz) 時，為 5875pF。
  • 輸出電容 (C_{oss})：為 140pF。
  • 有效輸出電容 (C{oss(eff.)})：在 (V{DS}) 從 0V 到 400V，(V_{GS}=0V) 時，為 1333pF。
  • 能量相關(guān)輸出電容 (C{oss(er.)})：在 (V{DS}) 從 0V 到 400V，(V_{GS}=0V) 時，為 241pF。
  • 總柵極電荷 (Q{g(tot)})：在 (V{GS}=10V)，(V_{DS}=400V)，(I_D = 32.5A) 時，典型值為 153nC。
  • 柵源柵極電荷 (Q_{gs})：為 51nC。
  • 柵漏“米勒”電荷 (Q_{gd})：為 61nC。
  • 等效串聯(lián)電阻 (ESR)：在 (f = 1MHz) 時，為 1.9Ω。
• 開關(guān)特性：
  • 導通延遲時間 (t{d(on)})：在 (V{DD}=400V)，(ID = 32.5A)，(V{GS}=10V)，(R_G = 2.2Ω) 時，為 41ns。
  • 上升時間 (t_r)：為 53ns。
  • 關(guān)斷延遲時間 (t_{d(off)})：為 96ns。
  • 下降時間 (t_f)：為 28ns。
• 漏源二極管特性：
  • 最大連續(xù)漏源二極管正向電流 (I_S)：為 65A。
  • 最大脈沖漏源二極管正向電流 (I_{SM})：為 162.5A。
  • 源漏二極管電壓 (V{SD})：在 (V{GS}=0V)，(I_{SD}=32.5A) 時，最大值為 1.3V。
  • 反向恢復時間 (t{rr})：在 (V{GS}=0V)，(I{SD}=32.5A)，(dI{SD}/dt = 100A/μs) 時，為 159ns。
  • 反向恢復電荷 (Q_{rr})：為 840nC。

典型特性曲線

文檔中給出了一系列典型特性曲線，包括導通區(qū)域特性、轉(zhuǎn)移特性、導通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化、體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化、電容特性、柵極電荷特性、擊穿電壓隨溫度的變化、導通電阻隨溫度的變化、最大安全工作區(qū)、最大漏極電流隨殼溫的變化、EOSS 隨漏源電壓的變化、歸一化功率耗散隨殼溫的變化、峰值電流能力、導通電阻隨柵極電壓的變化、歸一化柵極閾值電壓隨溫度的變化以及瞬態(tài)熱響應曲線等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解該 MOSFET 在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，從而在設計電路時做出更合理的選擇。

總結(jié)

onsemi 的 NVCR8LS040N65S3FA MOSFET 具有低導通電阻、低柵極電荷、高擊穿電壓等優(yōu)秀特性，并且通過了汽車級認證和 RoHS 合規(guī)，適用于汽車電子等對可靠性要求較高的應用場景。在實際設計中，工程師需要根據(jù)具體的應用需求，結(jié)合其電氣參數(shù)和典型特性曲線，合理選擇和使用該 MOSFET，以確保電路的性能和可靠性。大家在使用這款 MOSFET 時，有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。