深入解析NVTYS010N06CL單通道N溝道MOSFET
一、引言
在電子工程師的日常設計工作中,MOSFET是一種常見且關鍵的元件。今天,我們將深入探討安森美(onsemi)推出的NVTYS010N06CL單通道N溝道MOSFET,這款產品在功率應用中具有諸多優勢,下面讓我們詳細了解它的各項特性。
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二、產品概述
NVTYS010N06CL是一款功率型單通道N溝道MOSFET,其漏源電壓(VDSS)為60V,導通電阻(RDS(on))低至9.8mΩ,連續漏極電流(ID)可達51A。它采用了3.3 x 3.3 mm的小尺寸封裝,非常適合緊湊型設計。
三、產品特性
3.1 設計優勢
- 小尺寸封裝:3.3 x 3.3 mm的小尺寸封裝,大大節省了電路板空間,對于對空間要求較高的緊湊型設計來說是一個理想選擇。例如在一些便攜式電子設備中,空間往往非常有限,這種小尺寸的MOSFET就能很好地滿足設計需求。
- 低導通電阻:低RDS(on)可以有效降低導通損耗,提高功率轉換效率。在高功率應用中,降低導通損耗意味著減少發熱,提高系統的可靠性和穩定性。
- 低電容:低電容特性能夠減少驅動損耗,提高開關速度,使MOSFET在高頻應用中表現更加出色。
- 汽車級認證:該器件通過了AEC - Q101認證且具備PPAP能力,適用于汽車電子等對可靠性要求較高的領域。
- 環保標準:產品為無鉛設計,符合RoHS標準,滿足環保要求。
3.2 最大額定值
| 以下是該MOSFET在不同條件下的最大額定值: | 參數 | 符號 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | VDSS | 60 | V | |
| 柵源電壓 | VGS | ±20 | V | |
| 連續漏極電流(TC = 25°C) | ID | 51 | A | |
| 連續漏極電流(TC = 100°C) | ID | 36 | A | |
| 功率耗散(TC = 25°C) | PD | 47 | W | |
| 功率耗散(TC = 100°C) | PD | 23 | W | |
| 連續漏極電流(TA = 25°C) | ID | 13 | A | |
| 連續漏極電流(TA = 100°C) | ID | 9 | A | |
| 功率耗散(TA = 25°C) | PD | 3.1 | W | |
| 功率耗散(TA = 100°C) | PD | 1.6 | W | |
| 脈沖漏極電流(TA = 25°C,tp = 10 s) | IDM | 217 | A | |
| 工作結溫和存儲溫度范圍 | TJ, Tstg | -55 to +175 | °C | |
| 源極電流(體二極管) | IS | 38.7 | A | |
| 單脈沖漏源雪崩能量(IL(pk) = 2.3 A) | EAS | 80 | mJ | |
| 焊接用引線溫度(距外殼1/8″,持續10 s) | 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。
3.3 熱阻額定值
- 結到外殼熱阻(穩態):RJC = 3.2 °C/W
- 結到環境熱阻(穩態):RJA = 48 °C/W
這里要提醒大家,熱阻會受到整個應用環境的影響,并非固定值,僅在特定條件下有效。
四、電氣特性
4.1 關斷特性
- 漏源擊穿電壓:V(BR)DSS在VGS = 0 V,ID = 250 μA時為60 V。
- 漏源擊穿電壓溫度系數:V(BR)DSS/TJ為26 mV/°C。
- 零柵壓漏極電流:TJ = 25°C時,IDSS為10 μA;TJ = 125°C時,IDSS為250 μA。
- 柵源泄漏電流:VDS = 0 V,VGS = 20 V時,IGSS為100 nA。
4.2 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 = Vps,l = 35 | 1.2 | 2.0 | V | ||
| 閾值溫度系數 | VGS(THTJ) | -5.48 | mV/°C | ||||
| 漏源導通電阻 | VGs = 10V,lD = 25A | 8.1 | 9.8 | mΩ | |||
| VGs = 4.5V,lp = 25A | 12 | 15 | mΩ | ||||
| 正向跨導 | gFs | Vps = 5 V,Ip = 25 A | 55 | S |
4.3 電荷和電容特性
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 輸入電容 | CIss | VGs = 0V,f = 1 MHz,Vps = 25 V | 910 | pF |
| 輸出電容 | Coss | 500 | pF | |
| 反向傳輸電容 | CRSS | 9 | pF | |
| 總柵極電荷(VGs = 4.5 V,Vps = 48 V,Ip = 25 A) | QG(TOT) | 6 | nC | |
| 總柵極電荷(VGs = 10 V,Vps = 48 V,I = 25 A) | QG(TOT) | 13 | nC | |
| 閾值柵極電荷(VGs = 10 V,Vps = 48 V,Ip = 25 A) | QG(TH) | 1.4 | nC | |
| 柵源電荷 | QGS | 2.5 | nC | |
| 柵漏電荷 | QGD | 1.5 | nC | |
| 平臺電壓 | VGP | 2.8 | V |
4.4 開關特性
| 參數 | 符號 | 值 | 單位 | |
|---|---|---|---|---|
| 導通延遲時間 | td(ON) | ns | ||
| 上升時間 | t | |||
| 關斷延遲時間 | td(OFF) | |||
| 下降時間 | tf | 2.5 | ns |
4.5 漏源二極管特性
- 正向二極管電壓:TJ = 25°C時,VSD為0.9 - 1.2 V;TJ = 125°C時,VSD為0.8 V。
- 反向恢復時間:tRR為29 ns。
- 充電時間:ta為13 ns。
- 放電時間:tb為16 ns。
- 反向恢復電荷:QRR為12 nC。
五、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MOSFET在不同條件下的性能表現:
- 導通區域特性曲線:展示了不同柵源電壓下,漏極電流與漏源電壓的關系。
- 導通電阻與柵源電壓曲線:可以看出導通電阻隨柵源電壓的變化情況。
- 導通電阻隨溫度變化曲線:了解導通電阻在不同溫度下的變化規律。
- 轉移特性曲線:體現了漏極電流與柵源電壓的關系。
- 導通電阻與漏極電流和柵極電壓曲線:幫助我們分析在不同漏極電流和柵極電壓下導通電阻的變化。
- 漏源泄漏電流與電壓曲線:展示了漏源泄漏電流隨電壓的變化。
- 電容變化曲線:反映了輸入、輸出和反向傳輸電容隨漏源電壓的變化。
- 柵源與總電荷曲線:有助于理解柵極電荷的變化情況。
- 電阻性開關時間與柵極電阻變化曲線:了解開關時間隨柵極電阻的變化。
- 二極管正向電壓與電流曲線:展示了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曲線:確定MOSFET在不同電壓和電流下的安全工作范圍。
- 最大漏極電流與雪崩時間曲線:分析在雪崩情況下漏極電流與時間的關系。
- 熱特性曲線:體現了不同占空比和脈沖時間下的熱阻變化。
六、訂購信息
該器件的訂購型號為NVTYS010N06CLTWG,標記為010N 06CL,采用LFPAK33(無鉛)封裝,每盤3000個,采用卷帶包裝。如需了解卷帶規格,可參考BRD8011/D手冊。
七、總結
NVTYS010N06CL單通道N溝道MOSFET憑借其小尺寸、低導通電阻、低電容等特性,在緊湊型設計和功率應用中具有很大的優勢。電子工程師在設計過程中,可以根據具體的應用需求,參考其各項電氣特性和典型特性曲線,合理選擇和使用該器件。同時,要注意其最大額定值和熱阻特性,確保器件在安全可靠的條件下工作。大家在實際應用中遇到過哪些關于MOSFET的問題呢?歡迎在評論區分享交流。
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