Onsemi NVMJST1D3N04C:高性能N溝道MOSFET的技術剖析
在電子設計領域,MOSFET作為功率開關器件,廣泛應用于各類電路中。Onsemi推出的NVMJST1D3N04C是一款40V、1.39mΩ、386A的單N溝道功率MOSFET,下面我們來詳細了解它的特性和性能。
文件下載:NVMJST1D3N04C-D.PDF
一、產品特性
1. 緊湊設計
NVMJST1D3N04C采用5x7mm的小尺寸封裝(TCPAK57 5x7頂部散熱封裝),非常適合對空間要求較高的緊湊型設計,能有效節省電路板空間。
2. 低損耗優勢
- 導通損耗低:具有低RDS(on)(漏源導通電阻),在10V時最大為1.39mΩ,可最大程度減少導通損耗,提高電路效率。
- 驅動損耗低:低Qg(柵極總電荷)和電容特性,能降低驅動損耗,減少驅動電路的功率消耗。
3. 汽車級標準
該器件通過了AEC - Q101認證,具備PPAP能力,適用于汽車電子等對可靠性要求極高的應用場景。同時,它是無鉛產品,符合RoHS標準,環保性能良好。
二、最大額定值
| 參數 | 符號 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | VDSS | 40 | V |
| 柵源電壓 | VGS | +20 | V |
| 連續漏極電流(Tc = 25°C) | ID | 386 | A |
| 連續漏極電流(Tc = 100°C) | 273 | A | |
| 功率耗散(Tc = 25°C) | PD | 375 | W |
| 功率耗散(Tc = 100°C) | 187 | W | |
| 脈沖漏極電流(TA = 25°C,tp = 10μs) | IDM | 900 | A |
| 工作結溫和存儲溫度范圍 | TJ, Tstg | -55 至 +175 | °C |
| 源極電流(體二極管) | IS | 312 | A |
| 單脈沖漏源雪崩能量(IL(pk) = 19A) | EAS | 739 | mJ |
| 焊接用引腳溫度(距外殼1/8",10s) | TL | 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。
三、熱阻特性
| 參數 | 符號 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 結到殼穩態熱阻 | RJC | 0.4 | °C/W |
| 結到環境穩態熱阻(注2) | RJA | 29.2 | °C/W |
| 結到散熱器頂部熱阻(注2) | RJH | 1.67 | °C/W |
| 結到漏極引腳熱阻 | RJL | 5.4 | °C/W |
| 結到源極引腳熱阻 | RJL | 5.3 | °C/W |
這里要強調的是,整個應用環境會影響熱阻值,這些值并非恒定不變,僅在特定條件下有效。
四、電氣特性
1. 關斷特性
- 漏源擊穿電壓:V(BR)DSS在VGS = 0V,ID = 250μA時為40V,溫度系數為9.6mV/°C。
- 零柵壓漏極電流:TJ = 25°C時,IDSS為10nA;TJ = 125°C時,IDSS為100nA。
- 柵源泄漏電流:VDS = 0V,VGS = 20V時,IGSS有相應值。
2. 導通特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 柵極閾值電壓 | VGS(TH) | VGS = VDS,ID = 170A | 2.5 | 3.5 | V | |
| 閾值溫度系數 | VGS(TH)/TJ | -8.6 | mV/°C | |||
| 漏源導通電阻 | RDS(on) | VGS = 10V,ID = 50A | 1.2 | 1.39 | mΩ | |
| 正向跨導 | gFS | VDS = 15V,ID = 50A | 145 | S |
3. 電荷和電容特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 輸入電容 | CISS | VGS = 0V,f = 1MHz,VDS = 25V | 4300 | pF |
| 輸出電容 | COSS | 2100 | pF | |
| 反向傳輸電容 | CRSS | 59 | pF | |
| 總柵極電荷 | QG(TOT) | VGS = 10V,VDS = 20V;ID = 50A | 65 | nC |
| 閾值柵極電荷 | QG(TH) | 13 | nC | |
| 柵源電荷 | QGS | 20 | nC | |
| 柵漏電荷 | QGD | VGS = 10V,VDS = 20V;ID = 50A | 12 | nC |
| 平臺電壓 | VGP | 4.7 | V |
4. 開關特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 導通延遲時間 | td(ON) | VGS = 10V,VDS = 20V,ID = 50A,RG = 2.5Ω | 15 | ns |
| 上升時間 | tr | 47 | ns | |
| 關斷延遲時間 | td(OFF) | 36 | ns | |
| 下降時間 | tf | 9.0 | ns |
5. 漏源二極管特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | TJ = 25°C | TJ = 125°C | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 正向二極管電壓 | VSD | VGS = 0V,IS = 50A | 0.82 - 1.2 | 0.68 | V |
| 反向恢復時間 | trr | VGS = 0V,dIS/dt = 100A/μs,IS = 50A | 63 | ns | |
| 充電時間 | ta | 34 | ns | ||
| 放電時間 | tb | 29 | ns | ||
| 反向恢復電荷 | QRR | 92 | nC |
五、典型特性曲線
文檔中給出了多個典型特性曲線,展示了該MOSFET在不同條件下的性能表現,例如:
- 導通區域特性:展示了漏極電流與漏源電壓的關系。
- 傳輸特性:體現了漏極電流與柵源電壓的關系。
- 導通電阻與柵源電壓、漏極電流、溫度的關系:幫助工程師了解導通電阻在不同參數下的變化情況。
- 電容變化特性:顯示了電容隨漏源電壓的變化。
- 柵源和漏源電壓與總電荷的關系:有助于分析柵極驅動的特性。
- 電阻性開關時間與柵極電阻的變化:為開關電路設計提供參考。
- 二極管正向電壓與電流的關系:用于評估體二極管的性能。
- 安全工作區:明確了器件在不同電壓和電流條件下的安全工作范圍。
- 峰值電流與雪崩時間的關系:對雪崩保護設計有重要意義。
- 熱特性:展示了瞬態熱阻抗隨脈沖時間的變化。
六、訂購信息
該器件的型號為NVMJST1D3N04CTXG,采用TCPAK57頂部散熱封裝(無鉛),每盤3000個,以卷帶形式包裝。關于卷帶規格的詳細信息,可參考相關手冊。
七、封裝尺寸
文檔提供了LFPAK10 7.5x5 CASE 760AG封裝的詳細尺寸信息,包括各引腳和封裝體的尺寸、公差等,同時還給出了引腳布局和焊盤推薦。在進行PCB設計時,工程師需要嚴格按照這些尺寸要求進行布局,以確保器件的正常安裝和性能。
在實際應用中,電子工程師需要根據具體的電路需求,結合這些特性和參數,合理選擇和使用NVMJST1D3N04C MOSFET。大家在設計過程中,有沒有遇到過類似MOSFET選型和應用的難題呢?歡迎在評論區分享交流。
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