onsemi NTMFS5C430NL N溝道功率MOSFET:小尺寸大能量
在電子設(shè)計(jì)的世界里,功率MOSFET是不可或缺的關(guān)鍵元件,它的性能直接影響著整個(gè)電路的效率和穩(wěn)定性。今天,我們就來(lái)深入了解一款來(lái)自安森美半導(dǎo)體(onsemi)的高性能N溝道功率MOSFET——NTMFS5C430NL。
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產(chǎn)品特性亮點(diǎn)多
緊湊設(shè)計(jì)
NTMFS5C430NL采用5x6 mm的小尺寸封裝,這對(duì)于追求緊湊設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是福音。無(wú)論是小型化的消費(fèi)電子設(shè)備,還是對(duì)空間要求苛刻的工業(yè)控制模塊,它都能輕松勝任,幫助工程師們?cè)谟邢薜目臻g內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的功能。
低損耗優(yōu)勢(shì)
- 低導(dǎo)通電阻:該MOSFET具有極低的導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)}),在VGS = 10 V、ID = 50 A的測(cè)試條件下,典型值僅為1.2 mΩ,最大值為1.4 mΩ;在VGS = 4.5 V、ID = 50 A時(shí),典型值為1.7 mΩ,最大值為2.2 mΩ。低導(dǎo)通電阻能夠有效降低傳導(dǎo)損耗,提高電路的效率,減少能量的浪費(fèi),這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)備尤為重要。
- 低柵極電荷和電容:低 (Q_{G}) 和電容特性可以最大程度地減少驅(qū)動(dòng)損耗,降低對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求,提高開(kāi)關(guān)速度和效率。這意味著在高頻應(yīng)用中,它能夠更快地完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作,減少開(kāi)關(guān)損耗,提升整體性能。
環(huán)保合規(guī)
NTMFS5C430NL是無(wú)鉛產(chǎn)品,并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn),滿足了環(huán)保法規(guī)的要求,同時(shí)也為環(huán)保型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了支持。
關(guān)鍵參數(shù)解讀
極限參數(shù)
| 參數(shù) | 符號(hào) | 數(shù)值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | (V_{DSS}) | 40 | V |
| 柵源電壓 | (V_{GS}) | ±20 | V |
| 連續(xù)漏極電流((T_{C}=25^{circ}C)) | (I_{D}) | 200 | A |
| 連續(xù)漏極電流((T_{C}=100^{circ}C)) | (I_{D}) | 140 | A |
| 功率耗散((T_{C}=25^{circ}C)) | (P_{D}) | 110 | W |
| 功率耗散((T_{C}=100^{circ}C)) | (P_{D}) | 53 | W |
| 脈沖漏極電流 | (I_{DM}) | 900 | A |
| 工作結(jié)溫和儲(chǔ)存溫度范圍 | (T{J},T{stg}) | - 55 to +175 | (^{circ}C) |
| 源極電流(體二極管) | (I_{S}) | 120 | A |
| 單脈沖漏源雪崩能量 | (E_{AS}) | 493 | mJ |
| 單脈沖漏源電壓 | (V_{DSM}) | 48 | V |
| 焊接用引腳溫度 | (T_{L}) | 260 | (^{circ}C) |
這些極限參數(shù)為我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)提供了重要的參考依據(jù),確保在使用過(guò)程中不會(huì)超過(guò)器件的承受范圍,從而保證器件的可靠性和穩(wěn)定性。需要注意的是,如果超過(guò)這些極限值,可能會(huì)損壞器件,影響其功能和可靠性。
熱阻參數(shù)
| 參數(shù) | 符號(hào) | 數(shù)值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 結(jié)到殼穩(wěn)態(tài)熱阻 | (R_{JC}) | 1.4 | (^{circ}C/W) |
| 結(jié)到環(huán)境穩(wěn)態(tài)熱阻 | (R_{JA}) | 40 | (^{circ}C/W) |
熱阻參數(shù)反映了器件散熱的難易程度,在設(shè)計(jì)散熱方案時(shí)需要重點(diǎn)考慮。這里需要提醒大家,整個(gè)應(yīng)用環(huán)境會(huì)影響熱阻值,它不是一個(gè)固定常數(shù),僅在特定條件下有效。例如,表面貼裝在FR4板上,使用 (650 mm^{2})、2 oz. 的銅焊盤(pán)時(shí)的熱阻值才是上述數(shù)值。
電氣特性分析
關(guān)斷特性
- 漏源擊穿電壓:(V{(BR)DSS}) 在 (V{GS}=0 V)、(I_{D}=250 μA) 時(shí)為40 V,其溫度系數(shù)為1.3 mV/°C。這表明隨著溫度的升高,漏源擊穿電壓會(huì)有一定程度的增加。
- 零柵壓漏極電流:在 (T{J}=25^{circ}C) 時(shí),(I{DSS}) 最大值為10 μA;在 (T_{J}=125^{circ}C) 時(shí),最大值為250 μA。這說(shuō)明溫度對(duì)零柵壓漏極電流有較大影響,在高溫環(huán)境下需要特別關(guān)注。
- 柵源漏電流:在 (V{DS}=0 V)、(V{GS}=20 V) 時(shí),(I_{GSS}) 數(shù)值較小。
導(dǎo)通特性
- 柵極閾值電壓:(V{GS(TH)}) 在 (V{GS}=V{DS})、(I{D}=250 μA) 時(shí),典型值為1.2 V,最大值為2.0 V,其閾值溫度系數(shù)為 - 5.6 mV/°C,意味著隨著溫度升高,柵極閾值電壓會(huì)降低。
- 漏源導(dǎo)通電阻:前面已經(jīng)提到,不同柵源電壓下的 (R_{DS(on)}) 數(shù)值不同,低導(dǎo)通電阻有利于降低傳導(dǎo)損耗。
- 正向跨導(dǎo):(g{FS}) 在 (V{DS}=15 V)、(I_{D}=50 A) 時(shí),典型值為180 S,反映了柵極電壓對(duì)漏極電流的控制能力。
電荷、電容及柵極電阻特性
| 參數(shù) | 符號(hào) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 輸入電容 | (C_{ISS}) | (V{GS}=0 V),(f = 1 MHz),(V{DS}=20 V) | - | 4300 | 4942 | pF |
| 輸出電容 | (C_{OSS}) | - | - | 1900 | 2850 | pF |
| 反向傳輸電容 | (C_{RSS}) | - | - | 72 | 144 | pF |
| 總柵極電荷 | (Q_{G(TOT)}) | (V{GS}=4.5 V),(V{DS}=20 V),(I_{D}=50 A) | - | 32 | 45 | nC |
| 總柵極電荷 | (Q_{G(TOT)}) | (V{GS}=10 V),(V{DS}=20 V),(I_{D}=50 A) | - | 70 | 82 | nC |
| 閾值柵極電荷 | (Q_{G(TH)}) | (V{GS}=4.5 V),(V{DS}=20 V),(I_{D}=50 A) | - | 7.0 | 10 | nC |
| 柵源電荷 | (Q_{GS}) | - | - | 12 | 15 | nC |
| 柵漏電荷 | (Q_{GD}) | - | - | 9.0 | 16 | nC |
| 平臺(tái)電壓 | (V_{GP}) | - | - | 2.9 | 5.0 | V |
這些參數(shù)反映了器件的電容特性和柵極電荷情況,對(duì)于設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路和分析開(kāi)關(guān)過(guò)程非常重要。
開(kāi)關(guān)特性
在 (V{GS}=4.5 V)、(V{DS}=20 V)、(I{D}=50 A)、(R{G}=1.0 Ω) 的測(cè)試條件下,開(kāi)啟延遲時(shí)間 (t{d(ON)}) 典型值為15 ns,最大值為28 ns;上升時(shí)間 (t{r}) 典型值為140 ns,最大值為273 ns;關(guān)斷延遲時(shí)間 (t{d(OFF)}) 典型值為31 ns,最大值為67 ns;下降時(shí)間 (t{f}) 典型值為9 ns,最大值為19 ns。開(kāi)關(guān)特性對(duì)于高頻應(yīng)用和快速切換的電路至關(guān)重要,大家在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行合理選擇。
漏源二極管特性
- 正向二極管電壓:在 (T{J}=25^{circ}C) 時(shí),(V{SD}) 典型值為0.81 V,最大值為1.2 V;在 (T_{J}=125^{circ}C) 時(shí),典型值為0.68 V。
- 反向恢復(fù)時(shí)間:(t{RR}) 典型值為61 ns,最大值為77 ns;電荷時(shí)間 (t{a}) 典型值為29 ns,最大值為38 ns;放電時(shí)間 (t) 典型值為32 ns,最大值為50 ns;反向恢復(fù)電荷 (Q{RR}) 典型值為80 nC,最大值為92 nC。這些參數(shù)對(duì)于分析二極管的反向恢復(fù)過(guò)程和電路中的反向恢復(fù)損耗非常關(guān)鍵。
典型特性曲線參考
數(shù)據(jù)手冊(cè)中還給出了一系列典型特性曲線,如導(dǎo)通區(qū)域特性、傳輸特性、導(dǎo)通電阻與柵源電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻與漏極電流和柵極電壓的關(guān)系、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、漏源泄漏電流與電壓的關(guān)系、電容變化、柵源電壓與總電荷的關(guān)系、電阻性開(kāi)關(guān)時(shí)間隨柵極電阻的變化、二極管正向電壓與電流的關(guān)系、安全工作區(qū)、雪崩峰值電流與時(shí)間的關(guān)系以及熱響應(yīng)曲線等。這些曲線能夠幫助工程師更直觀地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn),在實(shí)際設(shè)計(jì)中具有重要的參考價(jià)值。
訂購(gòu)與封裝信息
訂購(gòu)信息
| 器件型號(hào) | 器件標(biāo)記 | 封裝 | 包裝 |
|---|---|---|---|
| NTMFS5C430NLT1G | 5C430L (Pb - Free) | DFN5 | 1500 / Tape & Reel |
| NTMFS5C430NLT3G | 5C430L (Pb - Free) | DFN5 | 5000 / Tape & Reel |
需要注意的是,部分器件已經(jīng)停產(chǎn),在選擇時(shí)要仔細(xì)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)中的相關(guān)表格。
封裝尺寸
該器件采用DFN5 5x6, 1.27P (SO - 8FL) 封裝,封裝尺寸的詳細(xì)信息在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有明確的標(biāo)注,包括各個(gè)引腳的尺寸、間距等。同時(shí),手冊(cè)中還提供了焊接 footprint 等信息,方便工程師進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)。
總結(jié)與建議
總的來(lái)說(shuō),onsemi 的 NTMFS5C430NL N溝道功率MOSFET以其緊湊的設(shè)計(jì)、低損耗的優(yōu)勢(shì)和良好的電氣性能,在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求,合理選擇工作條件,充分考慮器件的極限參數(shù)、熱阻參數(shù)和電氣特性等因素,以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí),要關(guān)注器件的停產(chǎn)信息,避免在設(shè)計(jì)中使用已經(jīng)停產(chǎn)的型號(hào)。大家在使用這款器件時(shí),有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題或者有獨(dú)特的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)??歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。
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功率MOSFET
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電氣特性
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