深入解析 onsemi NVTFS5C680NL 功率 MOSFET

在電子設計領域，功率 MOSFET 是極為關鍵的元件，廣泛應用于各類電源管理、電機驅動等電路中。今天，我們就來深入剖析 onsemi 公司的 NVTFS5C680NL 單通道 N 溝道功率 MOSFET。

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產品特性

緊湊設計

NVTFS5C680NL 采用了 3.3 x 3.3 mm 的小封裝尺寸，這種設計對于追求緊湊布局的電子設備來說是一大福音，能夠有效節省 PCB 空間，滿足小型化產品的設計需求。

低導通損耗

該 MOSFET 具有低 $R{DS(on)}$ 特性，這意味著在導通狀態下，其電阻較小，能夠有效減少傳導損耗，提高電路的效率。具體來說，在 10 V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 低至 26.5 mΩ；在 4.5 V 柵源電壓下，$R_{DS(on)}$ 為 42.5 mΩ。

低電容

低電容特性有助于降低驅動損耗，提高開關速度。其輸入電容 $C{iss}$ 為 327 pF，輸出電容 $C{oss}$ 為 161 pF，反向傳輸電容 $C_{rss}$ 為 6.0 pF。

汽車級認證

產品通過了 AEC - Q101 認證，并且具備 PPAP 能力，適用于汽車電子等對可靠性要求較高的應用場景。同時，該器件為無鉛產品，符合 RoHS 標準。

最大額定值

電壓與電流

• 漏源電壓 $V_{DSS}$ 最大值為 60 V，能夠承受較高的電壓。
• 柵源電壓 $V_{GS}$ 范圍為 ±20 V。
• 連續漏極電流在不同溫度下有所不同，在 $T_C = 25°C$ 時為 20 A，$T_C = 100°C$ 時為 14 A；在 $T_A = 25°C$ 時為 7.82 A，$T_A = 100°C$ 時為 6.54 A。脈沖漏極電流在 $T_A = 25°C$，脈沖寬度 $t_p = 10 s$ 時為 80 A。

功率與溫度

• 功率耗散方面，在 $T_C = 25°C$ 時為 20 W，$T_C = 100°C$ 時為 10 W；在 $T_A = 25°C$ 時為 3.0 W，$T_A = 100°C$ 時為 2.1 W。
• 工作結溫和存儲溫度范圍為 -55 至 +175°C，具有較寬的溫度適應范圍。

其他參數

• 源極電流（體二極管）$I_S$ 為 17 A。
• 單脈沖漏源雪崩能量（$I{L(pk)} = 1 A$）$E{AS}$ 為 51 mJ。
• 焊接時引腳溫度（距離管殼 1/8″ 處，持續 10 s）$T_L$ 為 260°C。

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。

電氣特性

關斷特性

• 漏源擊穿電壓 $V{(BR)DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$I_D = 250 μA$ 時為 60 V。
• 零柵壓漏極電流 $I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$TJ = 25°C$，$V{DS} = 60 V$ 時為 10 μA；在 $T_J = 125°C$ 時為 100 μA。
• 柵源泄漏電流 $I{GSS}$ 在 $V{DS} = 0 V$，$V_{GS} = +20 V$ 時為 100 nA。

導通特性

在脈沖測試條件下（脈沖寬度 ≤300 μs，占空比 ≤2%），不同柵源電壓和漏極電流下有相應的導通電阻等參數。

電荷與電容特性

• 輸入電容 $C{iss}$、輸出電容 $C{oss}$ 和反向傳輸電容 $C_{rss}$ 如前文所述。
• 總柵極電荷 $Q{G(TOT)}$ 在不同測試條件下有不同的值，例如在 $V{GS} = 4.5 V$，$V_{DS} = 48 V$，$ID = 10 A$ 時為 2.9 nC；在 $V{GS} = 10 V$，$V_{DS} = 48 V$，$I_D = 10 A$ 時為 6.0 nC。

開關特性

開關特性與工作結溫無關，對于設計高速開關電路非常重要。

漏源二極管特性

包括正向電壓、電荷時間、放電時間和反向恢復電荷等參數。

典型特性曲線

文檔中給出了一系列典型特性曲線，如導通區域特性、傳輸特性、導通電阻與柵源電壓和漏極電流的關系、導通電阻隨溫度的變化、漏源泄漏電流與電壓的關系、電容變化、柵源與總電荷的關系、電阻性開關時間隨柵極電阻的變化、二極管正向電壓與電流的關系、最大額定正向偏置安全工作區以及 $I_{PEAK}$ 與雪崩時間的關系等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同工作條件下的性能表現，從而進行合理的電路設計。

封裝與訂購信息

封裝尺寸

提供了 WDFN8 和 WDFNW8 兩種封裝的詳細尺寸信息，包括各引腳的尺寸、間距等，同時給出了推薦的焊接焊盤尺寸。

訂購信息

有不同的器件標記和封裝可供選擇，如 NVTFS5C680NLTAG 采用 WDFN8 封裝，NVTFS5C680NLWFTAG、NVTFS5C680NLWFETAG 采用 WDFNW8 封裝，均為無鉛封裝，每盤 1500 個。

總結

onsemi 的 NVTFS5C680NL 功率 MOSFET 以其緊湊的設計、低導通損耗、低電容等特性，在電源管理、汽車電子等領域具有廣泛的應用前景。工程師在設計電路時，需要根據具體的應用需求，結合器件的最大額定值、電氣特性和典型特性曲線等參數，合理選擇和使用該器件，以確保電路的性能和可靠性。大家在實際應用中是否遇到過類似 MOSFET 的使用問題呢？歡迎在評論區分享交流。