探索 onsemi NVHL040N65S3HF MOSFET：高效電源設計的理想之選

在電子工程領域，MOSFET 作為關鍵元件，對于電源系統(tǒng)的性能起著至關重要的作用。今天，我們將深入探究 onsemi 推出的 NVHL040N65S3HF MOSFET，看看它在電源設計中能帶來怎樣的優(yōu)勢。

產品概述

NVHL040N65S3HF 屬于 SUPERFET III 系列，是 onsemi 全新的高壓超結（SJ）MOSFET 家族成員。它采用電荷平衡技術，具備出色的低導通電阻和低柵極電荷性能。這種先進技術旨在最大程度減少傳導損耗，提供卓越的開關性能，并能承受極高的 dv/dt 速率，非常適合各種追求小型化和高效率的電源系統(tǒng)。同時，SUPERFET III HF 版本還提供快速恢復功能，可提高高速開關應用的效率。

關鍵特性

高耐壓與低電阻：在 (T{J}=150^{circ} C) 時，耐壓可達 700 V，典型導通電阻 (R{DS(on)}) 僅為 31 mΩ，能有效降低功耗。
低柵極電荷：典型柵極電荷 (Q_{g}=157 nC)，有助于減少開關損耗，提高開關速度。
低有效輸出電容：典型 (C_{oss(eff.) }=1374 pF)，進一步降低開關損耗。
雪崩測試：經過 100% 雪崩測試，確保器件在惡劣條件下的可靠性。
汽車級應用：NVHL 前綴適用于汽車及其他有獨特場地和控制變更要求的應用，符合 AEC - Q101 標準，并具備 PPAP 能力。
環(huán)保特性：該器件無鉛、無鹵素/無溴化阻燃劑，符合 RoHS 標準。

應用領域

汽車車載充電器（HEV - EV）：為電動汽車的充電系統(tǒng)提供高效、可靠的功率轉換。
汽車 DC/DC 轉換器（HEV - EV）：滿足電動汽車不同電壓等級之間的轉換需求。

電氣特性

絕對最大額定值

在 (T_{C}=25^{circ} C) 條件下，該 MOSFET 的各項絕對最大額定值如下：	參數	值
漏源電壓 (V_{DSS})	650	V
柵源電壓 (V_{GSS})（DC）	+30	V
柵源電壓 (V_{GSS})（AC，f > 1 Hz）	±30	V
連續(xù)漏極電流 (I{D})（(T{C}=25^{circ} C)）	65	A
連續(xù)漏極電流 (I{D})（(T{C}=100^{circ} C)）	45	A
脈沖漏極電流 (I_{DM})	162.5	A
單脈沖雪崩能量 (E_{AS})	1009	mJ
雪崩電流 (I_{AS})	9	A
重復雪崩能量 (E_{AR})	4.46	mJ
MOSFET dv/dt	100	V/ns
峰值二極管恢復 dv/dt	50	V/ns
功率耗散 (P{D})（(T{C}=25^{circ} C)）	446	W
25°C 以上降額	3.57	W/°C
工作和存儲溫度范圍 (T{J},T{STG})	- 55 至 +150	°C
焊接時最大引線溫度（距外殼 1/8"，5 秒）(T_{L})	300	°C

電氣參數

關斷特性：
- 漏源擊穿電壓 (BV{DSS})：在 (V{GS}=0V)，(I_{D}= 1 mA)，(T = 25^{circ} C) 時為 650 V；在 (T = 150^{circ} C) 時為 700 V。
- 擊穿電壓溫度系數 (Delta BV{DSS}/Delta T{J})：在 (I_{D}= 15 mA) 時，參考 25°C 為 0.63 V/°C。
- 零柵壓漏極電流 (I{DSS})：在 (V{DS}= 650 V)，(V{GS}= 0V) 時最大為 10 μA；在 (V{DS}= 520 V)，(T_{C}= 125^{circ} C) 時為 28 μA。
- 柵體泄漏電流 (I{GSS})：在 (V{GS}= +30V)，(V_{DS}= 0V) 時最大為 ±100 nA。
導通特性：
- 柵極閾值電壓 (V{GS(th)})：在 (V{GS}= V{DS})，(I{D}= 2.1 mA) 時為 3.0 - 5.0 V。
- 靜態(tài)漏源導通電阻 (R{DS(on)})：在 (V{GS}= 10 V)，(I_{D}= 32.5 A) 時，典型值為 31 mΩ，最大值為 40 mΩ。
- 正向跨導 (g{FS})：在 (V{DS}= 20 V)，(I_{D}= 32.5 A) 時為 45 S。
動態(tài)特性：包含多種電容參數和柵極電荷參數，如 (C{iss})、(C{oss})、(C{rss}) 等，以及總柵極電荷 (Q{g(tot)}) 等。
開關特性：如關斷延遲時間 (t_{d(off)}) 為 27.4 ns。
源漏二極管特性：
- 最大連續(xù)源漏二極管正向電流 (I{S}) 為 65 A，最大脈沖源漏二極管正向電流 (I{SM}) 為 162.5 A。
- 源漏二極管正向電壓 (V{SD})：在 (V{GS}= 0V)，(I_{SD}= 32.5A) 時為 1.3 V。
- 反向恢復時間 (t{rr}) 為 137 ns，反向恢復電荷 (Q{rr}) 為 792 nC。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，包括導通區(qū)域特性、轉移特性、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電流和溫度的變化、電容特性、柵極電荷特性、導通電阻隨溫度的變化、最大漏極電流隨殼溫的變化、擊穿電壓隨溫度的變化、最大安全工作區(qū)、EOSS 隨漏源電壓的變化等。這些曲線有助于工程師更深入地了解器件在不同工作條件下的性能表現。

封裝信息

NVHL040N65S3HF 采用 TO - 247 封裝，具體尺寸如下：	尺寸	最小值（mm）	標稱值（mm）
A	4.58	4.70	4.82
A1	2.20	2.40	2.60
A2	1.40	1.50	1.60
D	20.32	20.57	20.82
E	15.37	15.62	15.87
E2	4.96	5.08	5.20
e	-	5.56	-
L	19.75	20.00	20.25
L1	3.69	3.81	3.93
P	3.51	3.58	3.65
Q	5.34	5.46	5.58
S	5.34	5.46	5.58
b	1.17	1.26	1.35
b2	1.53	1.65	1.77
b4	2.42	2.54	2.66
C	0.51	0.61	0.71
D1	13.08	-	-
D2	0.51	0.93	1.35
E1	12.81	-	-
P1	6.60	6.80	7.00

總結

onsemi 的 NVHL040N65S3HF MOSFET 憑借其出色的性能和豐富的特性，為電源設計工程師提供了一個強大的工具。無論是在汽車電子還是其他對效率和可靠性要求較高的應用中，它都能展現出卓越的表現。在實際設計中，工程師們可以根據具體的應用需求，結合這些特性和參數，充分發(fā)揮該 MOSFET 的優(yōu)勢，實現高效、可靠的電源系統(tǒng)設計。你在使用類似 MOSFET 時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。

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