深入解析 onsemi 的 NTHL067N65S3H MOSFET

在電子工程師的日常工作中，MOSFET 是功率轉(zhuǎn)換和開關(guān)應(yīng)用里極為關(guān)鍵的元件。今天，我們深入探討 onsemi 推出的 NTHL067N65S3H MOSFET，這款產(chǎn)品具備諸多出色特性，在眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

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產(chǎn)品概述

NTHL067N65S3H 屬于 SUPERFET III 系列的 N 溝道功率 MOSFET。SUPERFET III 是 onsemi 全新的高壓超結(jié)（SJ）MOSFET 家族，它采用電荷平衡技術(shù)，實現(xiàn)了出色的低導(dǎo)通電阻和低柵極電荷性能，能有效減少傳導(dǎo)損耗，具備卓越的開關(guān)性能，還能承受極高的 dv/dt 速率，有助于縮小各類電源系統(tǒng)的體積，提升系統(tǒng)效率。

產(chǎn)品特性

電氣性能卓越

1. 耐壓與電流能力：該 MOSFET 的漏源擊穿電壓（BVDSS）在不同溫度下表現(xiàn)出色，在 (T_J = 25^{circ}C) 時為 650V，(T_J = 150^{circ}C) 時可達(dá) 700V。連續(xù)漏極電流（(I_D)）在 (T_C = 25^{circ}C) 時為 40A，(T_C = 100^{circ}C) 時為 25A，脈沖漏極電流（(I_M)）可達(dá) 112A。這使得它能夠在高電壓和大電流的環(huán)境下穩(wěn)定工作。
2. 低導(dǎo)通電阻：典型的導(dǎo)通電阻 (R{DS(on)}) 為 55mΩ（(V{GS} = 10V)，(I_D = 20A)），最大為 67mΩ，低導(dǎo)通電阻有助于降低功率損耗，提高系統(tǒng)效率。
3. 低柵極電荷：總柵極電荷 (Q_{g(tot)}) 典型值為 80nC，較低的柵極電荷意味著更快的開關(guān)速度和更低的驅(qū)動功率需求。
4. 低輸出電容：有效輸出電容 (C_{oss(eff.)}) 典型值為 691pF，這對于減少開關(guān)損耗和提高開關(guān)頻率非常有利。

可靠性高

• 經(jīng)過 100% 雪崩測試，能夠承受單脈沖雪崩能量（(E{AS})）為 422mJ，重復(fù)雪崩能量（(E{AR})）為 2.66mJ，保證了在惡劣環(huán)境下的可靠性。
• 具備良好的溫度穩(wěn)定性，工作和存儲溫度范圍為 -55°C 至 +150°C。

環(huán)保合規(guī)

該器件為無鉛產(chǎn)品，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

應(yīng)用領(lǐng)域

NTHL067N65S3H 適用于多種電源應(yīng)用，包括：

• 電信/服務(wù)器電源：在電信和服務(wù)器系統(tǒng)中，對電源的效率和穩(wěn)定性要求極高。該 MOSFET 的低導(dǎo)通電阻和卓越的開關(guān)性能能夠有效降低功耗，提高電源的轉(zhuǎn)換效率。
• 工業(yè)電源：工業(yè)環(huán)境通常對電源的可靠性和抗干擾能力有較高要求。NTHL067N65S3H 的高耐壓和高電流能力使其能夠適應(yīng)工業(yè)電源的復(fù)雜工況。
• UPS/太陽能電源：在不間斷電源（UPS）和太陽能電源系統(tǒng)中，需要高效的功率轉(zhuǎn)換和可靠的開關(guān)性能。該 MOSFET 能夠滿足這些需求，提高系統(tǒng)的整體性能。

絕對最大額定值與熱特性

絕對最大額定值

在使用該 MOSFET 時，必須嚴(yán)格遵守絕對最大額定值，否則可能會損壞器件。例如，漏源電壓（(V{DSS})）最大為 650V，柵源電壓（(V{GSS})）直流和交流（(f > 1Hz)）最大為 ±30V 等。

熱特性

• 結(jié)到外殼的熱阻 (R{JC}) 最大為 0.47°C/W，結(jié)到環(huán)境的熱阻 (R{JA}) 最大為 40°C/W。了解熱特性對于合理設(shè)計散熱系統(tǒng)至關(guān)重要，以確保器件在正常工作溫度范圍內(nèi)運行。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓（(B{VDS})）在不同溫度下有明確的數(shù)值，且具有正的溫度系數(shù)（(B{VDS}/T_J) 為 0.63V/°C）。
• 零柵壓漏極電流（(I_{DSS})）在不同電壓和溫度條件下有相應(yīng)的限制。
• 柵極到體的泄漏電流（(I{GSS})）在 (V{GSS} = ±30V)，(V_{DS} = 0V) 時最大為 ±100nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓（(V{GS(th)})）在 (V{GS} = V{DS})，(I{D} = 3.9mA) 時為 2.4 - 4.0V。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（(R{DS(on)})）在 (V{GS} = 10V)，(I_{D} = 20A) 時典型值為 55mΩ，最大為 67mΩ。
• 正向跨導(dǎo)（(g{FS})）在 (V{DS} = 20V)，(I_{D} = 20A) 時為 28S。

動態(tài)特性

• 輸入電容（(C{iss})）在 (V{DS} = 400V)，(V_{GS} = 0V)，(f = 250kHz) 時為 3750pF。
• 輸出電容（(C{oss})）、有效輸出電容（(C{oss(eff.)})）和能量相關(guān)輸出電容（(C_{oss(er.)})）也有相應(yīng)的典型值。
• 總柵極電荷（(Q{g(tot)})）在 (V{DS} = 400V)，(I{D} = 20A)，(V{GS} = 10V) 時典型值為 80nC。

開關(guān)特性

• 開通延遲時間（(t{d(on)})）、開通上升時間（(t{r})）、關(guān)斷延遲時間（(t{d(off)})）和關(guān)斷下降時間（(t{f})）等參數(shù)決定了 MOSFET 的開關(guān)速度。

源 - 漏二極管特性

• 源 - 漏二極管的最大連續(xù)正向電流（(I{S})）為 40A，最大脈沖正向電流（(I{SM})）為 112A。
• 源 - 漏二極管正向電壓（(V{SD})）在 (V{GS} = 0V)，(I_{SD} = 20A) 時最大為 1.2V。
• 反向恢復(fù)時間（(t{rr})）和反向恢復(fù)電荷（(Q{rr})）也是重要的參數(shù)。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、轉(zhuǎn)移特性、導(dǎo)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、柵極電荷特性等。這些曲線有助于工程師更直觀地了解 MOSFET 在不同條件下的性能表現(xiàn)，從而進行合理的設(shè)計。

測試電路與波形

文檔還給出了柵極電荷測試電路及波形、電阻性開關(guān)測試電路及波形、非鉗位感性開關(guān)測試電路及波形和峰值二極管恢復(fù) dv/dt 測試電路及波形等。這些測試電路和波形有助于工程師理解 MOSFET 在實際應(yīng)用中的工作情況，進行準(zhǔn)確的測試和驗證。

總結(jié)

NTHL067N65S3H MOSFET 憑借其卓越的電氣性能、高可靠性和環(huán)保合規(guī)性，在電信、工業(yè)、UPS 和太陽能等電源應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢。電子工程師在設(shè)計相關(guān)電源系統(tǒng)時，可以充分利用該 MOSFET 的特性，優(yōu)化電路設(shè)計，提高系統(tǒng)的性能和效率。不過，在實際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體的需求和工況，仔細(xì)考慮各項參數(shù)和特性，確保器件的正常運行。你在使用類似 MOSFET 時，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。