深入解析 onsemi NVD5C688NL 單通道 N 溝道功率 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。今天我們來詳細探討 onsemi 的 NVD5C688NL 單通道 N 溝道功率 MOSFET，看看它有哪些特性和優勢，以及在實際應用中需要注意的地方。

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一、產品特性

低導通損耗

NVD5C688NL 具有低 (R{DS(on)}) 特性，在 (V{GS}=10V) 時，(R{DS(on)}) 典型值為 27.4 mΩ；在 (V{GS}=4.5V) 時，(R{DS(on)}) 為 40 mΩ。低 (R{DS(on)}) 能夠有效降低導通損耗，提高電路的效率，這對于需要長時間工作的電源電路尤為重要。

低驅動損耗

該 MOSFET 還具備低 (Q{G}) 和電容特性。例如，在 (V{DS}=48V)，(I{D}=10A)，(V{GS}=4.5V) 時，總柵極電荷 (Q{G(TOT)}) 為 3.4 nC；(V{GS}=10V) 時，(Q{G(TOT)}) 為 7.0 nC。低 (Q{G}) 和電容能夠減少驅動損耗，降低對驅動電路的要求，提高整個系統的性能。

汽車級認證

NVD5C688NL 通過了 AEC - Q101 認證，并且具備 PPAP 能力，這意味著它可以滿足汽車電子等對可靠性要求極高的應用場景。同時，該器件是無鉛、無鹵素/BFR 且符合 RoHS 標準的，符合環保要求。

二、最大額定值

電壓和電流額定值

• 漏源電壓 (V_{DSS})：最大為 60 V，這決定了該 MOSFET 能夠承受的最大電壓，在設計電路時需要確保實際工作電壓不超過此值。
• 柵源電壓 (V_{GS})：范圍為 ±16 V，超出這個范圍可能會對 MOSFET 的柵極造成損壞。
• 連續漏極電流：在 (T{C}=25^{circ}C) 穩態時為 17 A；在 (T{A}=25^{circ}C) 時為 7.0 A。需要注意的是，電流值會隨著溫度的升高而減小，例如在 (T{C}=100^{circ}C) 時，連續漏極電流為 12 A；在 (T{A}=100^{circ}C) 時為 5.0 A。
• 脈沖漏極電流 (I_{DM})：在 (T{A}=25^{circ}C)，脈沖寬度 (t{p}=10mu s) 時為 77 A，這表明該 MOSFET 在短時間內能夠承受較大的電流沖擊。

功率和溫度額定值

• 功率耗散：在 (T{C}=25^{circ}C) 時為 18 W；在 (T{C}=100^{circ}C) 時為 9.0 W；在 (T{A}=25^{circ}C) 時為 2.9 W；在 (T{A}=100^{circ}C) 時為 1.45 W。功率耗散與溫度密切相關，在設計散熱系統時需要考慮這些參數。
• 工作結溫和存儲溫度范圍：為 - 55°C 至 175°C，這使得該 MOSFET 能夠適應較寬的溫度環境。

其他額定值

• 源極電流（體二極管） (I_{S})：最大為 20 A，這是體二極管能夠承受的最大電流。
• 單脈沖漏源雪崩能量 (E_{AS})：在 (T = 25^{circ}C)，(I_{L(pk)} = 1A) 時為 48 mJ，這反映了 MOSFET 在雪崩情況下的能量承受能力。
• 焊接用引腳溫度 (T_{L})：在距離管殼 1/8" 處，10 s 內最大為 260°C，在焊接時需要注意控制溫度，避免損壞器件。

三、電氣特性

關斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V_{(BR)DSS})：在 (V{GS}=0V)，(I{D}=250mu A) 時為 60 V，這是 MOSFET 關斷時能夠承受的最大電壓。其溫度系數 (V{(BR)DSS}/T{J}) 為 27 mV/°C，意味著隨著溫度的升高，擊穿電壓會有所增加。
• 零柵壓漏極電流 (I_{DSS})：在 (V{GS}=0V)，(V{DS}=60V) 時，(T{J}=25^{circ}C) 時為 10 nA；(T{J}=125^{circ}C) 時為 250 nA，該電流會隨著溫度的升高而增大。
• 柵源泄漏電流 (I_{GSS})：在 (V{DS}=0V)，(V{GS}=20V) 時給出了相應的值，它反映了柵極的泄漏情況。

導通特性

• 柵極閾值電壓：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=15mu A) 時，典型值為 2.1 V，其負閾值溫度系數為 4.4 mV/°C，這意味著隨著溫度的升高，閾值電壓會降低。
• 導通電阻 (R_{DS(on)})：前面已經提到，在不同的 (V{GS}) 和 (I{D}) 條件下有不同的值，它是衡量 MOSFET 導通性能的重要參數。

電荷、電容和柵極電阻特性

• 輸入電容 (C_{iss})：在 (V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz)，(V{DS}=25V) 時為 400 pF。
• 輸出電容 (C_{oss})：為 170 pF。
• 反向傳輸電容 (C_{rss})：為 12 pF。
• 總柵極電荷 (Q{G(TOT)})、閾值柵極電荷 (Q{G(TH)})、柵源電荷 (Q{GS}) 和柵漏電荷 (Q{GD})：在不同的測試條件下有相應的值，這些參數對于分析 MOSFET 的開關特性非常重要。
• 平臺電壓 (V_{GP})：為 2.9 V，它是 MOSFET 開關過程中的一個重要參數。

開關特性

• 導通延遲時間 (t_{d(on)})：在 (V{GS}=4.5V)，(V{DS}=48V)，(I{D}=10A)，(R{G}=2.5Omega) 時為 8 ns。
• 上升時間 (t_{r})：為 42 ns。
• 關斷延遲時間 (t_{d(off)})：為 11 ns。
• 下降時間 (t_{f})：為 24 ns。開關特性獨立于工作結溫，這在設計開關電路時是一個重要的考慮因素。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓 (V_{SD})：在 (V{GS}=0V)，(I{S}=10A) 時，(T = 25^{circ}C) 時為 0.9 - 1.2 V；(T = 125^{circ}C) 時為 0.8 V。
• 反向恢復時間 (t_{rr})：在 (V{GS}=0V)，(dI{S}/dt = 100A/mu s)，(I_{S}=10A) 時為 17 ns，以及相關的電荷時間、放電時間和反向恢復電荷等參數，這些對于分析二極管的開關性能很關鍵。

四、典型特性曲線

文檔中給出了多個典型特性曲線，如導通區域特性、傳輸特性、導通電阻與柵源電壓關系、導通電阻與漏極電流和柵極電壓關系、導通電阻隨溫度變化、漏源泄漏電流與電壓關系、電容變化、柵源與總電荷關系、電阻性開關時間隨柵極電阻變化、二極管正向電壓與電流關系、最大額定正向偏置安全工作區、(I_{PEAK}) 與雪崩時間關系以及熱響應曲線等。這些曲線能夠幫助工程師更好地理解 MOSFET 在不同條件下的性能，從而進行合理的電路設計。

五、訂購信息

NVD5C688NL 采用 DPAK（無鉛）封裝，每盤 2500 個，以卷帶包裝。關于卷帶規格的詳細信息，可以參考 Tape and Reel Packaging Specifications Brochure, BRD8011/D。

六、機械尺寸和標記

文檔提供了 DPAK3 封裝的詳細機械尺寸，包括各個維度的最小、標稱和最大值。同時，還給出了通用標記圖和不同引腳樣式的說明，方便工程師進行 PCB 設計和器件安裝。

七、總結與思考

NVD5C688NL 單通道 N 溝道功率 MOSFET 具有低導通損耗、低驅動損耗等優點，并且通過了汽車級認證，適用于多種應用場景。在使用時，工程師需要根據實際需求，結合器件的最大額定值、電氣特性和典型特性曲線等參數進行合理設計。例如，在設計電源電路時，需要考慮 MOSFET 的功率耗散和散熱問題；在設計開關電路時，需要關注開關特性和電容等參數。同時，要注意避免超過器件的最大額定值，以免損壞器件。大家在實際應用中是否遇到過類似 MOSFET 的使用問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區分享交流。

希望這篇文章能幫助電子工程師們更好地了解和使用 onsemi 的 NVD5C688NL 功率 MOSFET。