Onsemi NVMFS027N10MCL N溝道功率MOSFET深度解析

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，功率MOSFET扮演著至關(guān)重要的角色。今天我們要深入探討的是Onsemi公司的NVMFS027N10MCL，一款100V、26mΩ、28A的單N溝道功率MOSFET，它在緊湊設(shè)計(jì)和高效性能方面有著出色的表現(xiàn)。

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產(chǎn)品特性

緊湊設(shè)計(jì)

NVMFS027N10MCL采用了小巧的5x6 mm封裝，這種小尺寸的設(shè)計(jì)對(duì)于追求緊湊布局的電子設(shè)備來(lái)說非常友好，能夠在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多功能，例如在一些便攜設(shè)備的電源管理模塊中，就可以充分利用其小尺寸優(yōu)勢(shì)。

低損耗性能

• 低導(dǎo)通電阻：該MOSFET具有低 (R_{DS(on)})，能夠有效降低導(dǎo)通損耗，提高能源效率。在高功率應(yīng)用中，低導(dǎo)通電阻可以減少發(fā)熱，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
• 低柵極電荷和電容：低 (Q_{G}) 和電容有助于降低驅(qū)動(dòng)損耗，使得驅(qū)動(dòng)電路更加高效，減少了能量的浪費(fèi)。

可靠性與合規(guī)性

• AEC - Q101認(rèn)證：符合汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的可靠性和穩(wěn)定性，適用于汽車電子等對(duì)可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
• 環(huán)保合規(guī)：這些器件是無(wú)鉛、無(wú)鹵素/BFR且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的，滿足環(huán)保要求。

關(guān)鍵參數(shù)與性能

最大額定值

熱阻特性

需要注意的是，整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會(huì)影響熱阻值，這些值并非恒定不變，僅在特定條件下有效。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓：(V{(BR)DSS}) 在 (V{GS} = 0V)，(I_{D} = 250μA) 時(shí)為100V，并且具有正的溫度系數(shù)（53mV/°C）。
• 零柵壓漏極電流：(I{DSS}) 在 (V{DS} = 100V)，(V{GS} = 0V)，(T{J} = 125°C) 時(shí)最大為100μA。
• 柵源泄漏電流：(I{GSS}) 在 (V{DS} = 0V)，(V_{GS} = ±20V) 時(shí)最大為100nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓：(V{GS(TH)}) 在 (V{GS} = V{DS})，(I{D} = 38A) 時(shí)為1 - 3V，且具有負(fù)的溫度系數(shù)（-6mV/°C）。
• 漏源導(dǎo)通電阻：(R{DS(on)}) 在 (V{GS} = 10V)，(I{D} = 7A) 時(shí)為21 - 26mΩ；在 (V{GS} = 4.5V)，(I_{D} = 5A) 時(shí)為28 - 35mΩ。
• 正向跨導(dǎo)：(g{FS}) 在 (V{DS} = 10V)，(I_{D} = 7A) 時(shí)為25S。

電荷、電容與柵極電阻

• 輸入電容：(C{ISS}) 在 (V{GS} = 0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS} = 50V) 時(shí)為800pF。
• 輸出電容：(C_{OSS}) 在相同條件下為300pF。
• 反向傳輸電容：(C_{RSS}) 為40pF。
• 柵極電阻：(R_{G}) 為0.41Ω。
• 總柵極電荷：(Q{G(TOT)}) 在 (V{GS} = 4.5V)，(V{DS} = 50V)，(I{D} = 7A) 時(shí)為5.5nC；在 (V_{GS} = 10V) 時(shí)為11.5nC。

開關(guān)特性

• 導(dǎo)通延遲時(shí)間：(t_{d(ON)}) 為7.4ns。
• 上升時(shí)間：(t_{r}) 為2ns。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間：(t_{d(OFF)}) 為19ns。
• 下降時(shí)間：(t_{f}) 為2.9ns。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓：(V{SD}) 在 (V{GS} = 0V)，(I{S} = 7A)，(T{J} = 25°C) 時(shí)為0.84 - 1.3V；在 (T_{J} = 125°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。

典型特性曲線分析

導(dǎo)通區(qū)域特性

從圖1的導(dǎo)通區(qū)域特性曲線可以看出，不同柵源電壓下，漏極電流隨漏源電壓的變化情況。這有助于工程師了解MOSFET在不同工作條件下的導(dǎo)通性能。

傳輸特性

圖2展示了漏極電流與柵源電壓的關(guān)系，在不同結(jié)溫下，曲線有所不同。這對(duì)于設(shè)計(jì)人員在考慮溫度影響時(shí)非常重要。

導(dǎo)通電阻特性

• 圖3顯示了導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系，隨著柵源電壓的增加，導(dǎo)通電阻逐漸減小。
• 圖4則展示了導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系，在不同柵極電壓下，導(dǎo)通電阻隨漏極電流的變化情況。
• 圖5表明導(dǎo)通電阻隨溫度的變化，在不同溫度下，導(dǎo)通電阻會(huì)有一定的變化。

漏源泄漏電流特性

圖6展示了漏源泄漏電流與電壓的關(guān)系，在不同結(jié)溫下，泄漏電流的變化情況。

電容特性

圖7顯示了電容隨漏源電壓的變化，輸入電容、輸出電容和反向傳輸電容在不同電壓下的變化趨勢(shì)。

柵極電荷特性

圖8展示了柵源和漏源電壓與總柵極電荷的關(guān)系，有助于了解MOSFET的開關(guān)特性。

開關(guān)時(shí)間特性

圖9顯示了電阻性開關(guān)時(shí)間隨柵極電阻的變化，對(duì)于優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路有重要意義。

二極管正向電壓特性

圖10展示了二極管正向電壓與電流的關(guān)系，在不同結(jié)溫下的特性。

安全工作區(qū)

圖11給出了MOSFET的安全工作區(qū)，包括不同脈沖時(shí)間下的電流和電壓限制，確保器件在安全范圍內(nèi)工作。

雪崩電流特性

圖12展示了最大漏極電流與雪崩時(shí)間的關(guān)系，對(duì)于評(píng)估器件在雪崩情況下的性能有重要參考價(jià)值。

熱響應(yīng)特性

圖13顯示了熱阻隨脈沖時(shí)間的變化，有助于工程師在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行參考。

訂購(gòu)信息

封裝尺寸

文檔中詳細(xì)給出了DFN5和DFNW5兩種封裝的尺寸信息，包括各個(gè)引腳的位置和尺寸公差等，為PCB設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確的參考。

Onsemi的NVMFS027N10MCL功率MOSFET憑借其緊湊的設(shè)計(jì)、低損耗性能和良好的可靠性，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的前景。工程師在設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，結(jié)合其各項(xiàng)參數(shù)和特性，合理選擇和使用該器件。你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過類似的MOSFET呢？遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。