onsemi碳化硅肖特基二極管NDSH40120CDN:高性能電源解決方案
引言
在當今電子設備對電源效率、功率密度和可靠性要求日益提高的背景下,碳化硅(SiC)肖特基二極管憑借其卓越的性能,逐漸成為電源設計領域的熱門選擇。本文將詳細介紹安森美(onsemi)的一款40 A、1200 V的碳化硅肖特基二極管NDSH40120CDN,包括其技術特點、性能參數、典型特性以及封裝尺寸等方面,為電子工程師在電源設計中提供有價值的參考。
文件下載:onsemi NDSH40120CDN碳化硅 (SiC) 肖特基二極管.pdf
碳化硅肖特基二極管技術優勢
碳化硅肖特基二極管采用了全新的技術,與傳統的硅二極管相比,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,這些特點使得碳化硅成為下一代功率半導體的代表。在系統應用中,使用碳化硅肖特基二極管可以帶來諸多好處,如實現最高效率、支持更快的工作頻率、提高功率密度、降低電磁干擾(EMI)以及減小系統尺寸和成本。

NDSH40120CDN特點
卓越的性能參數
- 高結溫能力:最大結溫可達175°C,這使得該二極管能夠在高溫環境下穩定工作,適用于各種惡劣的工業和汽車應用場景。
- 雪崩額定能量:單脈沖雪崩能量(EAS)為166 mJ,這表明它在承受瞬間高能量沖擊時具有較好的可靠性。
- 高浪涌電流容量:非重復性峰值正向浪涌電流(IF.Max)在不同溫度條件下表現出色,如在Tc = 25°C、10 μs時可達907 A,Tc = 150°C、10 μs時為838 A,能夠有效應對瞬間大電流沖擊。
- 正溫度系數:正溫度系數特性使得該二極管易于并聯使用,方便工程師根據實際需求擴展電流容量。
- 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。
- 環保合規:該器件無鹵化物,符合RoHS指令豁免條款7a,并且在二級互連(2LI)上為無鉛設計,符合環保要求。
豐富的應用場景
NDSH40120CDN適用于多種通用應用,包括開關電源(SMPS)、太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)以及各種功率開關電路。
絕對最大額定值
| Symbol | Parameter | Value | Unit |
|---|---|---|---|
| VRRM | 峰值重復反向電壓 | 1200 | V |
| EAS | 單脈沖雪崩能量(Note 1) | 166 | mJ |
| IF | 連續整流正向電流@Tc < 149°C | 20*/40** | A |
| 連續整流正向電流@Tc < 135°C | 26*/52** | A | |
| IF.Max | 非重復性峰值正向浪涌電流(Tc = 25°C, 10 μs) | 907 | A |
| 非重復性峰值正向浪涌電流(Tc = 150°C, 10 μs) | 838 | A | |
| IF.SM | 非重復性正向浪涌電流(半正弦脈沖,tp = 8.3 ms) | 123 | A |
| IF.RM | 重復性正向浪涌電流(半正弦脈沖,tp = 8.3 ms) | 49 | A |
| Ptot | 功率耗散(Tc = 25°C) | 217 | W |
| 功率耗散(Tc = 150°C) | 36 | W | |
| TJ, TSTG | 工作和存儲溫度范圍 | -55 至 +175 | °C |
需要注意的是,應力超過最大額定值表中列出的值可能會損壞器件。如果超過這些限制,不能保證器件的功能正常,可能會發生損壞并影響可靠性。
熱特性
| Symbol | Parameter | Value | Unit |
|---|---|---|---|
| RaUC | 熱阻,結到外殼,最大 | 0.69*/0.39** | °C/W |
| RBJA | 熱阻,結到環境,最大 | 40 | °C/W |
良好的熱特性確保了二極管在工作過程中能夠有效地散熱,維持穩定的性能。
電氣特性
| Symbol | Parameter | Test Condition | Min | Typ | Max | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VF | 正向電壓(IF = 20 A, TJ = 25°C) | 1.36 | 1.75 | V | ||
| 正向電壓(IF = 20 A, TJ = 125°C) | 1.60 | V | ||||
| 正向電壓(IF = 20 A, TJ = 175°C) | 1.81 | V | ||||
| IR | 反向電流(VR = 1200 V, TJ = 25°C) | 2.39 | 200 | μA | ||
| 反向電流(VR = 1200 V, TJ = 125°C) | 6.91 | 200 | μA | |||
| 反向電流(VR = 1200 V, TJ = 175°C) | 16.6 | 200 | μA | |||
| Qc | 總電容電荷(V = 800 V) | 95 | nC | |||
| C | 總電容(VR = 1 V, f = 100 kHz) | 1494 | pF | |||
| 總電容(VR = 400 V, f = 100 kHz) | 80 | pF | ||||
| 總電容(VR = 800 V, f = 100 kHz) | 60 | pF |
這些電氣特性為工程師在設計電路時提供了重要的參考依據,幫助他們優化電路性能。
典型特性曲線
文檔中提供了一系列典型特性曲線,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瞬態熱響應曲線等。這些曲線直觀地展示了二極管在不同條件下的性能表現,工程師可以根據實際應用需求進行參考和分析。
封裝尺寸
NDSH40120CDN采用TO - 247 - 3LD CASE 340CX封裝,詳細的封裝尺寸信息如下:
| DIM | MILLIMETERS | ||
|---|---|---|---|
| MIN | NOM | MAX | |
| 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 |
合適的封裝尺寸對于電路板布局和散熱設計至關重要,工程師在設計時需要充分考慮這些因素。
訂購信息
| Part Number | Top Marking | Package | Shipping |
|---|---|---|---|
| NDSH40120CDN | DSH40120CDN | TO - 247 - 3LD (Pb - Free / Halogen Free) | 30 Units/Tube |
工程師可以根據實際需求進行訂購,確保器件的及時供應。
總結
安森美(onsemi)的NDSH40120CDN碳化硅肖特基二極管憑借其卓越的性能、豐富的特點以及良好的熱特性和電氣特性,為電子工程師在電源設計中提供了一個可靠的解決方案。無論是在開關電源、太陽能逆變器還是其他功率開關電路中,該二極管都能夠發揮重要作用,幫助工程師實現高效、可靠的電源系統設計。在實際應用中,工程師需要根據具體的設計要求,結合二極管的各項參數和特性,進行合理的電路設計和布局,以充分發揮其優勢。同時,也要注意遵循器件的使用規范,避免超過其最大額定值,確保系統的穩定性和可靠性。大家在使用這款二極管的過程中,有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨特的應用經驗呢?歡迎在評論區分享交流。
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