探索 onsemi NVHL075N065SC1 SiC MOSFET：高性能與可靠性的完美結合

作為一名電子工程師，在日常的設計工作中，我們總是在尋找那些能夠提升產品性能、增強可靠性的優質元器件。今天，我想和大家分享一款來自 onsemi 的單通道 N 溝道 SiC（碳化硅）功率 MOSFET——NVHL075N065SC1，它在多個方面展現出了卓越的特性，非常適合應用于汽車相關領域。

文件下載：onsemi NVHL075N065SC1碳化硅 (SiC) MOSFET.pdf

關鍵參數與特性亮點

基本參數

NVHL075N065SC1 的耐壓為 650V，最大連續漏極電流（$I_D$）在 $T_c = 25^{\circ}C$ 時可達 38A，$Tc = 100^{\circ}C$ 時為 26A，脈沖漏極電流（$I{DM}$）更是高達 120A。其導通電阻（$R{DS(on)}$）表現出色，在 $V{GS}=18V$ 時典型值為 57mΩ，$V_{GS}=15V$ 時典型值為 75mΩ。

特性優勢

低柵極電荷：超低的柵極總電荷（$Q_{G(tot)} = 61nC$），這意味著在開關過程中，驅動該 MOSFET 所需的能量更少，能夠有效降低驅動損耗，提高開關速度。
低輸出電容：輸出電容（$C_{oss}=107pF$）較低，有助于減少開關過程中的能量損耗，提高效率，同時也能降低開關噪聲。
雪崩測試與認證：經過 100% 雪崩測試，保證了在極端情況下的可靠性。并且該器件通過了 AEC - Q101 認證，具備 PPAP 能力，符合汽車級應用的嚴格要求。
環保特性：該器件無鉛且符合 RoHS 標準，滿足環保要求。

最大額定值與熱阻特性

最大額定值

在使用該 MOSFET 時，我們需要特別關注其最大額定值，以確保器件的安全可靠運行。例如，漏源電壓（$V{DSS}$）最大為 650V，柵源電壓（$V{GS}$）范圍為 -8V 至 +22V，推薦的柵源工作電壓（$V_{GSop}$）在 $T_c < 175^{\circ}C$ 時為 -5V 至 +18V。

熱阻特性

熱阻是衡量器件散熱性能的重要指標。該 MOSFET 的結到殼穩態熱阻（$R{θJC}$）最大為 1.01°C/W，結到環境穩態熱阻（$R{θJA}$）為 40°C/W。不過需要注意的是，整個應用環境會影響熱阻數值，這些數值并非恒定不變，僅在特定條件下有效。

電氣特性詳解

關斷特性

漏源擊穿電壓：$V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$I_D = 1mA$ 時為 650V，并且其溫度系數為 -0.15V/°C（$I_D = 20mA$，參考 25°C）。
零柵壓漏極電流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0V$，$V_{DS} = 650V$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時為 10μA，$T_J = 175^{\circ}C$ 時最大為 1mA。
柵源漏電流：$I{GSS}$ 在 $V{GS} = +18/ - 5V$，$V_{DS} = 0V$ 時為 250nA。

導通特性

柵極閾值電壓：$V_{GS(TH)}$ 在 $VS = V{GS}$，$I_D = 5mA$ 時，最小值為 1.8V，典型值為 2.8V，最大值為 4.3V。
推薦柵極電壓：$V_{GOP}$ 范圍為 -5V 至 +18V。
漏源導通電阻：$R{DS(on)}$ 會隨著 $V{GS}$ 和溫度的變化而變化。在不同條件下，其數值有所不同，例如在 $V_{GS}=15V$，$I_D = 15A$，$TJ = 25^{\circ}C$ 時典型值為 75mΩ；$V{GS}=18V$，$I_D = 15A$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時典型值為 57mΩ，$T_J = 175^{\circ}C$ 時為 68mΩ。
正向跨導：$g{fs}$ 在 $V{DS}=10V$，$I_D = 15A$ 時典型值為 9S。

電荷、電容與柵極電阻特性

輸入電容：$C{iss}$ 在 $V{GS}=0V$，$f = 1MHz$，$V_{DS} = 325V$ 時為 1196pF。
輸出電容：$C_{oss}=107pF$。
反向傳輸電容：$C_{rss}=9pF$。
總柵極電荷：$Q{G(tot)}$ 在 $V{GS}=-5/18V$，$V_{DS} = 520V$，$I_D = 15A$ 時為 61nC。
柵源電荷：$Q_{GS}=19nC$。
柵漏電荷：$Q_{GD}=18nC$。
柵極電阻：$R_G$ 在 $f = 1MHz$ 時為 5.8Ω。

開關特性

該 MOSFET 的開關特性也十分出色，包括較短的開啟延遲時間（$t_{d(ON)} = 10ns$）、上升時間（$tr = 26ns$）、關斷延遲時間（$t{d(OFF)} = 22ns$）和下降時間（$tf = 8ns$）。開啟開關損耗（$E{ON}$）為 113mJ，關斷開關損耗（$E{OFF}$）為 16mJ，總開關損耗（$E{tot}$）為 129mJ。

漏源二極管特性

連續漏源二極管正向電流：$I{SD}$ 在 $V{GS}=-5V$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時最大為 34A。
脈沖漏源二極管正向電流：$I_{SDM}$ 最大為 120A。
正向二極管電壓：$V{SD}$ 在 $V{GS}=-5V$，$I_{SD}=15A$，$T_J = 25^{\circ}C$ 時為 4.4V。
反向恢復特性：反向恢復時間（$t{RR}$）為 16ns，反向恢復電荷（$Q{RR}$）為 68nC，反向恢復能量（$E{REC}$）為 11μJ，峰值反向恢復電流（$I{RRM}$）為 8.7A，充電時間（$T_a$）為 8.4ns，放電時間（$T_b$）為 7.4ns。