深入解析 onsemi NVTFS010N10MCL 功率 MOSFET

在電子設計領域，功率 MOSFET 是至關重要的元件，廣泛應用于各種電源管理、電機驅動等電路中。今天，我們就來深入了解一下 onsemi 推出的 NVTFS010N10MCL 單通道 N 溝道功率 MOSFET。

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產品概述

NVTFS010N10MCL 是 onsemi 生產的一款 100V、10.6mΩ、57.8A 的單通道 N 溝道功率 MOSFET。它具有諸多出色的特性，非常適合緊湊設計的應用場景。

產品特性

• 小尺寸封裝：采用 3.3 x 3.3 mm 的小尺寸封裝，為緊湊型設計提供了可能，能有效節省電路板空間。
• 低導通電阻：低 $R_{DS(on)}$ 可以最大程度地減少傳導損耗，提高電路的效率。
• 低電容：低電容特性有助于降低驅動損耗，提升開關性能。
• 可焊側翼：NVTFWS010N10MCLTAG 型號具有可焊側翼，方便焊接和檢測。
• 汽車級認證：產品通過 AEC - Q101 認證，并且具備生產件批準程序（PPAP）能力，適用于汽車電子等對可靠性要求較高的領域。
• 環保合規：該器件無鉛且符合 RoHS 標準，符合環保要求。

最大額定值

電壓與電流額定值

功率與溫度額定值

需要注意的是，超過最大額定值表中列出的應力可能會損壞器件，若超出這些限制，不能保證器件的功能，可能會導致損壞并影響可靠性。

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 100V，并且具有一定的溫度系數。
• 零柵壓漏極電流：$I{DSS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$V_{DS} = 80 V$ 時的數值。
• 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

• 柵極閾值電壓：$V{GS(th)}$ 在 $V{GS} = V_{DS}$，$I_D = 85 μA$ 時，典型值為 1.5V，范圍在 1.0 - 3.0V 之間。
• 漏源導通電阻：$R{DS(on)}$ 在 $V{GS} = 10 V$，$ID = 15 A$ 時為 9.1 - 10.6 mΩ；在 $V{GS} = 4.5V$，$I_D = 12 A$ 時為 13.5 - 15.9 mΩ。
• 正向跨導：$g{FS}$ 在 $V{DS} = 5 V$，$I_D = 15 A$ 時典型值為 54 S。

電荷與電容特性

• 輸入電容：$C{ISS}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$f = 1 MHz$，$V_{DS} = 50 V$ 時為 1530 - 2150 pF。
• 輸出電容：$C_{OSS}$ 為 625 - 875 pF。
• 反向傳輸電容：$C_{RSS}$ 為 10 - 18 pF。
• 總柵極電荷：$Q{G(TOT)}$ 在不同的 $V{GS}$ 和 $I_D$ 條件下有不同的值。

開關特性

開關特性與工作結溫無關，例如導通延遲時間和關斷延遲時間等參數。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓：$V{SD}$ 在 $V{GS} = 0 V$，$I_S = 15 A$ 時為 0.8 - 1.3 V。
• 反向恢復時間：$t_{RR}$ 在不同的 $I_F$ 和 $di/dt$ 條件下有不同的值。
• 反向恢復電荷：$Q_{RR}$ 也隨條件變化。

典型特性曲線

文檔中給出了多個典型特性曲線，這些曲線直觀地展示了器件在不同條件下的性能表現。

• 導通區域特性曲線：展示了不同 $V_{GS}$ 下，漏極電流 $ID$ 與漏源電壓 $V{DS}$ 的關系。
• 傳輸特性曲線：體現了不同結溫下，漏極電流 $ID$ 與柵源電壓 $V{GS}$ 的關系。
• 導通電阻與柵源電壓關系曲線：顯示了導通電阻 $R{DS(on)}$ 隨柵源電壓 $V{GS}$ 的變化情況。
• 導通電阻與漏極電流和柵極電壓關系曲線：反映了導通電阻 $R_{DS(on)}$ 與漏極電流 $I_D$ 和柵極電壓的關系。
• 歸一化導通電阻與結溫關系曲線：體現了歸一化的導通電阻隨結溫的變化趨勢。
• 漏源泄漏電流與電壓關系曲線：展示了漏源泄漏電流 $I{DSS}$ 與漏源電壓 $V{DS}$ 的關系。
• 電容與漏源電壓關系曲線：給出了輸入電容 $C{ISS}$、輸出電容 $C{OSS}$ 和反向傳輸電容 $C{RSS}$ 隨漏源電壓 $V{DS}$ 的變化。
• 柵極電荷特性曲線：展示了總柵極電荷 $Q{TOT}$、柵源電荷 $Q{GS}$ 和柵漏電荷 $Q{GD}$ 與柵源電壓 $V{GS}$ 的關系。
• 電阻性開關時間變化與柵極電阻關系曲線：體現了開關時間 $t_{SW}$ 隨柵極電阻 $R_G$ 的變化。
• 源漏二極管正向電壓與源極電流關系曲線：展示了源漏二極管正向電壓 $V_{SD}$ 與源極電流 $I_S$ 的關系。
• 正向偏置安全工作區曲線：給出了器件在不同條件下的安全工作范圍。
• 非鉗位電感開關能力曲線：體現了器件在非鉗位電感開關情況下的性能。
• 結到殼瞬態熱響應曲線：展示了結到殼的熱阻 $R(t)$ 隨脈沖時間的變化。

訂購信息

機械封裝尺寸

文檔中給出了 WDFN8 和 WDFNW8 兩種封裝的機械尺寸和推薦焊盤尺寸，為 PCB 設計提供了詳細的參考。

總結

NVTFS010N10MCL 功率 MOSFET 憑借其小尺寸、低導通電阻、低電容等特性，在緊湊設計和高效電路中具有很大的優勢。電子工程師在設計電源管理、電機驅動等電路時，可以充分考慮該器件的性能特點，以實現更好的電路性能。同時，在使用過程中，一定要注意最大額定值的限制，確保器件的可靠運行。你在使用功率 MOSFET 時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享。