解析 onsemi NDSH20120CDN:SiC 肖特基二極管的卓越性能
在電力電子領域,不斷追求更高的效率、更快的開關速度和更小的系統尺寸,碳化硅(SiC)肖特基二極管正逐漸成為新一代功率半導體的首選。今天,我們將深入探討 onsemi 的 NDSH20120CDN 碳化硅肖特基二極管,了解其特點、性能參數以及應用場景。
文件下載:onsemi NDSH20120CDN碳化硅(SiC)肖特基二極管.pdf
技術原理與優勢
SiC 肖特基二極管采用了全新的技術,相較于傳統的硅二極管,具有顯著的優勢。它沒有反向恢復電流,開關特性不受溫度影響,并且具備出色的熱性能。這些特性使得 SiC 成為下一代功率半導體的理想選擇,為系統帶來了諸多好處,如更高的效率、更快的工作頻率、更高的功率密度、更低的電磁干擾(EMI)以及更小的系統尺寸和成本。

產品特性
高可靠性與穩定性
- 高結溫與雪崩額定能量:該二極管的最大結溫可達 175°C,雪崩額定能量為 49 mJ,能夠在高溫和高能量沖擊的環境下穩定工作。
-
高浪涌電流能力:具有正溫度系數,易于并聯使用,可承受較高的浪涌電流,提高了系統的可靠性。
零恢復特性
-
無反向恢復和正向恢復:這一特性減少了開關損耗,提高了系統效率,尤其適用于高頻應用。
環保合規
- 無鹵和 RoHS 合規:符合環保要求,采用無鉛二級互連(2LI)技術,滿足現代電子設備對環保的需求。
性能參數
絕對最大額定值
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 重復峰值反向電壓 | VRRM | 1200 | V |
| 單脈沖雪崩能量 | EAS | 49 | mJ |
| 連續整流正向電流(Tc < 145°C) | IF | 10*/20** | A |
| 連續整流正向電流(Tc < 135°C) | IF | 12*/24** | A |
| 非重復峰值正向浪涌電流(Tc = 25°C,10 μs) | IF.Max | 546 | A |
| 非重復峰值正向浪涌電流(Tc = 150°C,10 μs) | IF.Max | 459 | A |
| 非重復正向浪涌電流(半正弦脈沖,tp = 8.3 ms) | IF.SM | 59 | A |
| 重復正向浪涌電流(半正弦脈沖,tp = 8.3 ms) | IF.RM | 31 | A |
| 功率耗散(Tc = 25°C) | Ptot | 94 | W |
| 功率耗散(Tc = 150°C) | Ptot | 16 | W |
| 工作和存儲溫度范圍 | TJ, TSTG | -55 至 +175 | °C |
注:* 每支路;** 每器件。
熱特性
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 結到外殼的熱阻(最大) | Rac | 1.6*/0.65** | °C/W |
| 結到環境的熱阻(最大) | RBJA | 40 | °C/W |
注:* 每支路;** 每器件。
電氣特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 正向電壓 | VF | IF = 10 A,TJ = 25°C | - | 1.39 | 1.75 | V |
| 正向電壓 | VF | IF = 10 A,TJ = 125°C | - | 1.68 | - | V |
| 正向電壓 | VF | IF = 10 A,TJ = 175°C | - | 1.94 | - | V |
| 反向電流 | IR | VR = 1200 V,TJ = 25°C | - | 1 | 200 | μA |
| 反向電流 | IR | VR = 1200 V,TJ = 125°C | - | 3 | 200 | μA |
| 反向電流 | IR | VR = 1200 V,TJ = 175°C | - | 8 | 200 | μA |
| 總電容電荷 | Qc | V = 800 V | - | 46 | - | nC |
| 總電容 | C | VR = 1 V,f = 100 kHz | - | 680 | - | pF |
| 總電容 | C | VR = 400 V,f = 100 kHz | - | 41 | - | pF |
| 總電容 | C | VR = 800 V,f = 100 kHz | - | 32 | - | pF |
典型特性曲線
文檔中提供了多個典型特性曲線,包括正向特性、反向特性、電流降額、功率降額、電容電荷與反向電壓關系、電容與反向電壓關系、電容存儲能量以及結到外殼的瞬態熱響應曲線。這些曲線有助于工程師更好地了解二極管在不同條件下的性能表現,為電路設計提供參考。
從搜索到的內容來看,雖未直接提及 NDSH20120CDN 典型特性曲線在電路設計中的應用,但可參考其他特性曲線在相關領域的應用思路。在電路設計中,NDSH20120CDN 的這些典型特性曲線同樣具有重要價值:
- 工況評估:通過正向特性曲線,我們可以直觀地了解二極管在不同電流和溫度下的正向電壓變化情況。這有助于評估二極管在實際電路中的工作狀態是否正常。例如,如果實際測量的正向電壓與特性曲線偏差較大,可能意味著二極管存在故障或者電路存在異常。
- 參數設計優化:反向特性曲線能反映二極管的反向電流與反向電壓的關系。在設計電路時,我們可以根據這個曲線來選擇合適的反向偏置電壓,以確保二極管在反向偏置時的漏電流在可接受的范圍內,從而優化電路的性能。
- 散熱設計:電流降額和功率降額曲線則對于散熱設計至關重要。根據這些曲線,我們可以確定在不同環境溫度下,二極管能夠安全工作的最大電流和功率。這有助于我們合理設計散熱系統,保證二極管在工作過程中不會因為過熱而損壞。
封裝與訂購信息
封裝形式
該二極管采用 TO - 247 - 3LD 封裝,這種封裝具有良好的散熱性能,適合高功率應用。文檔中還提供了詳細的封裝尺寸圖和標注說明,方便工程師進行 PCB 設計。
訂購信息
| 產品編號 | 頂部標記 | 封裝 | 包裝規格 |
|---|---|---|---|
| NDSH20120CDN | DSH20120CDN | TO - 247 - 3LD(無鉛/無鹵) | 30 個/管 |
應用場景
NDSH20120CDN 適用于多種應用場景,包括通用開關電源(SMPS)、太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)以及功率開關電路等。其卓越的性能和可靠性使得它在這些領域中能夠發揮重要作用,提高系統的效率和穩定性。
總結與思考
onsemi 的 NDSH20120CDN 碳化硅肖特基二極管憑借其優異的性能和特性,為電力電子系統的設計提供了一個強大的解決方案。在實際應用中,工程師需要根據具體的需求和工作條件,合理選擇和使用該二極管,并結合其特性曲線進行優化設計。同時,我們也應該關注其絕對最大額定值和熱特性,確保在安全的范圍內使用,以充分發揮其優勢。你在使用 SiC 肖特基二極管的過程中,遇到過哪些挑戰和問題呢?歡迎在評論區分享你的經驗和見解。
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