解析 onsemi NTMFD1D1N02X 雙 N 溝道 MOSFET：特性、參數(shù)與實(shí)際應(yīng)用
解析 onsemi NTMFD1D1N02X 雙 N 溝道 MOSFET：特性、參數(shù)與實(shí)際應(yīng)用
在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）是至關(guān)重要的元件，廣泛應(yīng)用于各類電路中。今天，我們將深入探討 onsemi 推出的 NTMFD1D1N02X 雙 N 溝道 MOSFET，詳細(xì)解析其特性、參數(shù)以及典型應(yīng)用。
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產(chǎn)品概述
NTMFD1D1N02X 是一款采用 Power Clip 和 POWERTRENCH 技術(shù)的雙 N 溝道 MOSFET，專為緊湊型設(shè)計(jì)而打造。其具備小尺寸封裝（5x6mm），能夠有效節(jié)省電路板空間，同時(shí)擁有低導(dǎo)通電阻（$R{DS(on)}$）和低柵極電荷（$Q{G}$）及電容，可顯著降低傳導(dǎo)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗。此外，該產(chǎn)品符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，無鉛、無鹵素且無溴化阻燃劑（BFR）。
關(guān)鍵特性
緊湊設(shè)計(jì)
5x6mm 的小尺寸封裝，非常適合對(duì)空間要求較高的緊湊型設(shè)計(jì)，為工程師在有限的電路板空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多功能提供了可能。
低損耗性能
- 低 $R_{DS(on)}$：能夠有效減少傳導(dǎo)損耗，提高電路效率。以 Q1 為例，在 10V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 最大為 3.0mΩ；Q2 在 10V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 最大為 0.87mΩ。
- 低 $Q_{G}$ 和電容：可降低驅(qū)動(dòng)損耗，加快開關(guān)速度，提高電路的響應(yīng)性能。
環(huán)保合規(guī)
產(chǎn)品符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求，有助于工程師設(shè)計(jì)出符合綠色環(huán)保理念的產(chǎn)品。
典型應(yīng)用
- DC - DC 轉(zhuǎn)換器：在 DC - DC 轉(zhuǎn)換電路中，NTMFD1D1N02X 的低損耗特性能夠提高轉(zhuǎn)換效率，減少能量損失，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。
- 系統(tǒng)電壓軌：為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
最大額定值
| 參數(shù) | Q1 | Q2 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓（$V_{DSS}$） | 25 | 25 | V |
| 柵源電壓（$V_{GS}$） | +16V / -12V | +16V / -12V | V |
| 穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T_{C}=25^{circ}C$） | 75 | 178 | A |
| 穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T_{C}=85^{circ}C$） | 54 | 128 | A |
| 功率耗散（$T_{C}=25^{circ}C$） | 27 | 44 | W |
| 穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T{A}=25^{circ}C$，$R{JA}$） | 20 | 40 | A |
| 穩(wěn)態(tài)連續(xù)漏極電流（$T{A}=85^{circ}C$，$R{JA}$） | 15 | 29 | A |
| 功率耗散（$T{A}=25^{circ}C$，$R{JA}$） | 2.1 | 2.3 | W |
| 脈沖漏極電流（$T{C}=25^{circ}C$，$t{p}=100mu s$） | 331 | 625 | A |
| 單脈沖漏源雪崩能量（$Q1: I{L}=5.6A{pk}, L = 3mH$；$Q2: I{L}=13.6A{pk}, L = 3mH$） | 47 | 277 | mJ |
| 工作結(jié)溫和存儲(chǔ)溫度范圍 | -55 至 150 | -55 至 150 | $^{circ}C$ |
| 引腳焊接回流溫度（距外殼 1/8″ 處，10s） | 260 | 260 | $^{circ}C$ |
需要注意的是，超過最大額定值可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。
電氣特性
導(dǎo)通特性
在不同的柵源電壓和漏極電流條件下，$R{DS(on)}$ 會(huì)有所變化。例如，Q1 在 10V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 最大為 3.0mΩ；在 4.5V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 最大為 3.75mΩ。Q2 在 10V 柵源電壓下，$R{DS(on)}$ 最大為 0.87mΩ；在 4.5V 柵源電壓下，$R_{DS(on)}$ 最大為 1.1mΩ。
電荷與電容特性
| 參數(shù) | Q1 | Q2 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 輸入電容（$C{ISS}$，$V{GS}=0V$，$V_{DS}=12V$，$f = 1MHz$） | 1080 | 4265 | pF |
| 輸出電容（$C_{OSS}$） | 322 | 1020 | pF |
| 反向電容（$C_{RSS}$） | 47 | 118 | pF |
| 總柵極電荷（$Q{G(TOT)}$，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2）） | 6.8 | 27 | nC |
| 柵漏電荷（$Q_{GD}$） | 1.4 | 5.2 | nC |
| 柵源電荷（$Q_{GS}$） | 3.0 | 11 | nC |
| 總柵極電荷（$Q{G(TOT)}$，$V{GS}=10V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=10V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2）） | 15 | 59 | nC |
| 輸出電荷（$Q{OSS}$，$V{GS}=0V$，$V_{DS}=12V$） | 6.2 | 22 | nC |
| 平臺(tái)電壓（$V{GP}$，$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I{D}=20A$（Q1）；$V{GS}=4.5V$，$V{DS}=12V$，$I_{D}=37A$（Q2）） | 2.8 | 2.8 | V |
開關(guān)特性
| 在不同的柵源電壓下，開關(guān)特性有所不同。以 $V_{GS}=4.5V$ 為例： | 參數(shù) | Q1 | Q2 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 導(dǎo)通延遲時(shí)間（$t_{d(ON)}$） | 10 | 21 | ns | |
| 上升時(shí)間（$t_{r(ON)}$） | 2.5 | 6.6 | ns | |
| 關(guān)斷延遲時(shí)間（$t_{d(OFF)}$） | 12 | 26 | ns | |
| 下降時(shí)間（$t_{f}$） | 2.5 | 6.0 | ns |
| 當(dāng) $V_{GS}=10V$ 時(shí)： | 參數(shù) | Q1 | Q2 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 導(dǎo)通延遲時(shí)間（$t_{d(ON)}$） | 7.4 | 11 | ns | |
| 上升時(shí)間（$t_{r(ON)}$） | 1.1 | 2.9 | ns | |
| 關(guān)斷延遲時(shí)間（$t_{d(OFF)}$） | 17 | 36 | ns | |
| 下降時(shí)間（$t_{f}$） | 1.4 | 3.5 | ns |
源漏二極管特性
| 參數(shù) | Q1 | Q2 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 正向二極管電壓（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=20A$，$T{J}=25^{circ}C$） | 0.81 | - | V |
| 正向二極管電壓（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=20A$，$T{J}=125^{circ}C$） | 0.68 | - | V |
| 正向二極管電壓（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=37A$，$T{J}=25^{circ}C$） | - | 0.8 | V |
| 正向二極管電壓（$V{SD}$，$V{GS}=0V$，$I{S}=37A$，$T{J}=125^{circ}C$） | - | 0.65 | V |
| 反向恢復(fù)時(shí)間（$t{RR}$，$V{GS}=0V$，$Q1: I{S}=20A$，$dI/dt = 100A/s$；$Q2: I{S}=37A$，$dI/dt = 300A/s$） | 18 | 35 | ns |
| 反向恢復(fù)電荷（$Q_{RR}$） | 6.6 | 44 | nC |
典型特性曲線
文檔中提供了豐富的典型特性曲線，包括導(dǎo)通區(qū)域特性、導(dǎo)通電阻與柵源電壓關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度變化、漏源泄漏電流與電壓關(guān)系、電容變化、柵源與總電荷關(guān)系、開關(guān)時(shí)間與柵極電阻關(guān)系、二極管正向電壓與電流關(guān)系、最大額定正向偏置安全工作區(qū)、雪崩電流與雪崩時(shí)間關(guān)系以及瞬態(tài)熱阻抗等。這些曲線能夠幫助工程師更好地理解和應(yīng)用該 MOSFET，在不同的工作條件下優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。
封裝尺寸
| NTMFD1D1N02X 采用 PQFN8 封裝，其詳細(xì)的封裝尺寸如下： | 尺寸 | 最小值（mm） | 標(biāo)稱值（mm） | 最大值（mm） |
|---|---|---|---|---|
| A | 0.70 | 0.75 | 0.80 | |
| A1 | 0.00 | - | 0.05 | |
| A3 | 0.20 REF | - | - | |
| b | 0.51 BSC | - | - | |
| D | 4.90 | 5.00 | 5.10 | |
| D2 | 3.05 | 3.15 | 3.25 | |
| D3 | 4.12 | 4.22 | 4.32 | |
| D4 | 3.80 | 3.90 | 4.00 | |
| E | 5.90 | 6.00 | 6.10 | |
| E2 | 2.36 | 2.46 | 2.56 | |
| E3 | 0.81 | 0.91 | 1.01 | |
| E4 | 1.27 | 1.37 | 1.47 | |
| e | 1.27 BSC | - | - | |
| e/2 | 0.635 BSC | - | - | |
| e1 | 3.81 BSC | - | - | |
| k | 0.42 | 0.52 | 0.62 | |
| L | 0.38 | 0.48 | 0.58 | |
| L4 | 1.47 | 1.57 | 1.67 | |
| Z | 0.55 REF | - | - | |
| z1 | 0.39 REF | - | - |
工程師在進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)這些尺寸合理布局，確保 MOSFET 能夠正確安裝和使用。
總結(jié)
NTMFD1D1N02X 雙 N 溝道 MOSFET 憑借其緊湊的設(shè)計(jì)、低損耗性能和環(huán)保合規(guī)等優(yōu)點(diǎn)，在 DC - DC 轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)電壓軌等應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。通過對(duì)其特性、參數(shù)和典型特性曲線的深入了解，工程師能夠更好地選擇和應(yīng)用該 MOSFET，設(shè)計(jì)出高效、可靠的電路。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需要根據(jù)具體的工作條件和要求，對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
大家在使用 NTMFD1D1N02X 時(shí)，有沒有遇到過一些獨(dú)特的問題或者有什么特別的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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