Onsemi NTJS3151P 和 NVJS3151P MOSFET 深度解析

在電子工程師的日常工作中，MOSFET（金屬 - 氧化物 - 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）是極為常見(jiàn)且關(guān)鍵的器件。今天我們就來(lái)深入了解 Onsemi 推出的 NTJS3151P 和 NVJS3151P 這兩款 P 溝道功率 MOSFET。

文件下載：NTJS3151P-D.PDF

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

領(lǐng)先的溝槽技術(shù)

這兩款 MOSFET 采用了領(lǐng)先的溝槽技術(shù)，能夠有效降低導(dǎo)通電阻 (R_{DS(ON)})。對(duì)于電子設(shè)備而言，較低的導(dǎo)通電阻意味著在工作過(guò)程中功耗更低，這對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間使用電池供電的設(shè)備尤為重要。比如手機(jī)、MP3 等設(shè)備，能夠有效延長(zhǎng)電池的使用壽命，減少充電頻率，提升用戶體驗(yàn)。大家在設(shè)計(jì)這類設(shè)備時(shí)，是否會(huì)優(yōu)先考慮低導(dǎo)通電阻的 MOSFET 呢？

小巧的封裝形式

它們采用了 SC - 88 小外形封裝，尺寸僅為 2x2 mm，與 SC70 - 6 相當(dāng)。這種小巧的封裝在如今追求小型化的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中具有很大優(yōu)勢(shì)，能夠節(jié)省電路板空間，讓設(shè)計(jì)更加緊湊。在設(shè)計(jì)一些對(duì)空間要求較高的設(shè)備，如數(shù)字相機(jī)、PDAs 時(shí)，這種小封裝的 MOSFET 就派上用場(chǎng)了。

ESD 保護(hù)功能

器件集成了柵極二極管，具備 ESD 保護(hù)功能。在電子設(shè)備的實(shí)際使用過(guò)程中，靜電放電是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)器件造成損壞。有了 ESD 保護(hù)，能夠提高器件的可靠性和穩(wěn)定性，減少因靜電問(wèn)題導(dǎo)致的故障。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)因靜電導(dǎo)致器件損壞的情況呢？

環(huán)保特性

這兩款器件符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)鉛、無(wú)鹵素、無(wú)溴化阻燃劑（BFR Free），滿足環(huán)保要求。在當(dāng)今注重環(huán)保的大環(huán)境下，這是一個(gè)很重要的特性，也體現(xiàn)了 Onsemi 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的社會(huì)責(zé)任。

汽車級(jí)應(yīng)用支持

NV 前綴的產(chǎn)品適用于汽車和其他有獨(dú)特場(chǎng)地和控制變更要求的應(yīng)用，并且通過(guò)了 AEC - Q101 認(rèn)證，具備生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（PPAP）能力。這意味著這些產(chǎn)品能夠滿足汽車電子等對(duì)可靠性和質(zhì)量要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景。

產(chǎn)品參數(shù)詳解

最大額定值

這些參數(shù)規(guī)定了器件能夠正常工作的范圍，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須確保各項(xiàng)參數(shù)不超過(guò)這些額定值，否則可能會(huì)導(dǎo)致器件損壞，影響設(shè)備的可靠性。

電氣特性

關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓 (V_{(BR)DSS})：在 (V{GS}=0 V)，(I{D}=-250 mu A) 的條件下，最小值為 -12 V。這一參數(shù)決定了器件能夠承受的最大漏源電壓，在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)選擇合適的擊穿電壓。
• 漏源擊穿電壓溫度系數(shù) (V{(BR)DSS}/T{J})：為 10 mV/°C，表明擊穿電壓會(huì)隨著溫度的變化而變化。在溫度變化較大的環(huán)境中使用時(shí)，需要考慮這一因素對(duì)器件性能的影響。
• 零柵壓漏極電流 (I_{OSS})：在 (V{GS}=-9.6 V)，(V{DS}=0 V)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，最大值為 -1.0 (mu A)；在 (T{J}=125^{circ}C) 時(shí)，最大值為 -2.5 (mu A)。較低的漏極電流意味著器件在關(guān)斷狀態(tài)下的功耗較低。
• 柵源泄漏電流 (I_{GS})：在 (V{DS}=0 V)，(V{GS}=pm4.5 V) 時(shí)，最大值為 ±1.5 (mu A)；在 (V{DS}=0 V)，(V{GS}=pm12 V) 時(shí)，最大值為 ±10 mA。

導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓 (V_{GS(TH)})：在 (V{GS}=V{DS})，(I_{D}=100 mu A) 的條件下，最小值為 -0.40 V，最大值為 -1.2 V。這一參數(shù)決定了器件開(kāi)始導(dǎo)通的柵源電壓，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路時(shí)需要根據(jù)這一參數(shù)來(lái)確定合適的驅(qū)動(dòng)電壓。
• 負(fù)閾值溫度系數(shù) (V{GS(TH)}/T{J})：為 3.4 mV/°C，說(shuō)明閾值電壓會(huì)隨著溫度的升高而降低。
• 漏源導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on)})：在不同的柵源電壓和漏極電流條件下有不同的值。例如，在 (V{GS}=-4.5 V)，(I{D}=-3.3 A) 時(shí)，典型值為 45 mΩ，最大值為 60 mΩ。較低的導(dǎo)通電阻能夠降低器件的功耗，提高效率。
• 正向跨導(dǎo) (g_{fs})：在 (V{GS}=-10 V)，(I{D}=-3.3 A) 時(shí)，典型值為 15 S?？鐚?dǎo)反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力。

電荷和電容特性

• 輸入電容 (C_{iss})：在 (V{GS}=0 V)，(f = 1.0 MHz)，(V{DS}=-12 V) 時(shí)，為 850 pF。
• 輸出電容 (C_{oss})：為 170 pF。
• 反向傳輸電容 (C_{rss})：為 110 pF。
• 總柵極電荷 (Q_{G(TOT)})：在 (V{GS}=-4.5 V)，(V{DS}=-5.0 V)，(I_{D}=-3.3 A) 時(shí)，為 8.6 nC。
• 柵源電荷 (Q_{GS})：為 1.3 nC。
• 柵漏電荷 (Q_{GD})：為 2.2 nC。
• 柵極電阻 (R_{G})：為 3000 Ω。

這些電容和電荷參數(shù)會(huì)影響器件的開(kāi)關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)能力，在設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電路時(shí)需要重點(diǎn)考慮。

開(kāi)關(guān)特性

• 開(kāi)啟延遲時(shí)間 (t_{d(ON)})：為 0.86 (mu s)。
• 上升時(shí)間 (t_{r})：在 (V{GS}=-4.5 V)，(V{DD}=-6.0 V)，(I{D}=-1.0 A)，(R{G}=6.0 Omega) 的條件下，為 1.5 (mu s)。
• 關(guān)斷延遲時(shí)間 (t_{d(OFF)})：為 3.5 (mu s)。
• 下降時(shí)間 (t_{f})：為 3.9 (mu s)。

開(kāi)關(guān)特性決定了器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中的性能，對(duì)于高頻開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)非常重要。

漏源二極管特性

• 正向二極管電壓 (V_{SD})：在 (V{GS}=0 V)，(I{S}=-3.3 A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，最小值為 -0.85 V，最大值為 -1.2 V；在 (T{J}=125^{circ}C) 時(shí)，最小值為 -0.7 V。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

高端負(fù)載開(kāi)關(guān)

由于其低導(dǎo)通電阻和良好的開(kāi)關(guān)特性，NTJS3151P 和 NVJS3151P 非常適合作為高端負(fù)載開(kāi)關(guān)使用。在需要控制負(fù)載通斷的電路中，能夠有效降低功耗，提高系統(tǒng)效率。

消費(fèi)電子設(shè)備

如手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字相機(jī)、MP3 和 PDA 等設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)功耗和尺寸都有較高的要求。這兩款 MOSFET 的小封裝和低功耗特性正好滿足了這些需求，能夠幫助設(shè)計(jì)出更加輕薄、續(xù)航更久的產(chǎn)品。

總結(jié)

Onsemi 的 NTJS3151P 和 NVJS3151P MOSFET 憑借其領(lǐng)先的技術(shù)、小巧的封裝、ESD 保護(hù)和環(huán)保特性，以及豐富的電氣參數(shù)，在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。電子工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需求，合理選擇和使用這些器件，以提高產(chǎn)品的性能和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這兩款 MOSFET 的其他優(yōu)勢(shì)或者遇到什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。