玩轉(zhuǎn)N溝道邏輯電平增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管BSS138

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的選擇和應(yīng)用至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討 onsemi 公司的 N 溝道邏輯電平增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 BSS138，看看它有哪些獨(dú)特之處，又能在哪些應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮作用。

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一、BSS138 概述

BSS138 采用 onsemi 專有的高單元密度 DMOS 技術(shù)制造。這種技術(shù)使得該晶體管在設(shè)計(jì)上能夠有效降低導(dǎo)通電阻，同時(shí)具備堅(jiān)固、可靠和快速開關(guān)的性能。它特別適用于低電壓、低電流的應(yīng)用場(chǎng)景，像小型伺服電機(jī)控制、功率 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器以及其他開關(guān)應(yīng)用。

二、產(chǎn)品特性

2.1 電氣參數(shù)

• 電流與電壓：它的連續(xù)漏極電流為 0.22A，最大漏源電壓可達(dá) 50V。在不同柵源電壓下，導(dǎo)通電阻表現(xiàn)不同，當(dāng) (V{GS}=10V) 時(shí)，(R{DS(on)} = 3.5Omega)；當(dāng) (V{GS}=4.5V) 時(shí)，(R{DS(on)} = 6.0Omega)。
• 溫度特性：其擊穿電壓溫度系數(shù)為 -72mV/°C（(I_D = 250μA)，參考 25°C），柵極閾值電壓溫度系數(shù)為 -2mV/°C（(I_D = 1mA)，參考 25°C）。這意味著在不同溫度環(huán)境下，晶體管的性能會(huì)有一定變化，在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要考慮溫度對(duì)其的影響。

2.2 封裝與靜電特性

• 封裝形式：采用緊湊的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SOT - 23 表面貼裝封裝，這種封裝體積小，適合在空間有限的電路板上使用。
• 靜電特性：HBM 類為 0A，MM 類為 M2，表明它具有一定的靜電防護(hù)能力，但在實(shí)際使用中，還是要注意靜電防護(hù)措施，避免因靜電造成器件損壞。

2.3 環(huán)保特性

BSS138 是無(wú)鉛和無(wú)鹵的，符合環(huán)保要求，這對(duì)于一些對(duì)環(huán)保有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景非常重要。

三、絕對(duì)最大額定值與熱特性

3.1 絕對(duì)最大額定值

在 (TA = 25°C) 條件下，漏源電壓 (V{DSS}) 最大為 50V，柵源電壓 (V_{GSS}) 為 ±20V。連續(xù)漏極電流 (I_D) 為 0.22A，脈沖漏極電流可達(dá) 0.88A。最大功耗 (P_D) 為 0.36W，溫度超過(guò) 25°C 時(shí)，需以 2.8mW/°C 的速率降額使用。工作和存儲(chǔ)結(jié)溫范圍為 -55 至 +150°C，焊接時(shí)引腳溫度（距離管殼 1/16” 處，持續(xù) 10s）最大為 300°C。需要注意的是，超過(guò)這些額定值可能會(huì)損壞器件，影響其可靠性。

3.2 熱特性

熱阻 (R{JA})（結(jié)到環(huán)境）為 350°C/W。這里的 (R{BJA}) 是結(jié)到管殼和管殼到環(huán)境熱阻之和，其中管殼熱參考定義為漏極引腳的焊接安裝表面。(R{JA}) 由設(shè)計(jì)保證，而 (R{BJA}) 則取決于用戶的電路板設(shè)計(jì)。

四、電氣特性

4.1 關(guān)斷特性

• 漏源擊穿電壓：當(dāng) (V_{GS}=0V)，(ID = 250μA) 時(shí)，漏源擊穿電壓 (B{VDS}) 為 50V。
• 零柵壓漏極電流：在 (V{DS}=50V)，(V{GS}=0V) 時(shí)，(I{DSS}) 為 0.5μA；當(dāng) (V{DS}=50V)，(V_{GS}=0V)，(TJ = 125°C) 時(shí)，(I{DSS}) 最大為 5μA；當(dāng) (V{DS}=30V)，(V{GS}=0V) 時(shí)，(I_{DSS}) 最大為 100nA。
• 柵體泄漏電流：當(dāng) (V{GS}= ±20V)，(V{DS}=0V) 時(shí)，(I_{GSS}) 最大為 ±100nA。

4.2 導(dǎo)通特性

• 柵極閾值電壓：當(dāng) (V{DS}=V{GS})，(ID = 1mA) 時(shí)，柵極閾值電壓 (V{GS(th)}) 范圍為 0.8 - 1.5V，典型值為 1.3V。
• 靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻：不同柵源電壓和漏極電流下，導(dǎo)通電阻不同。如 (V_{GS}=10V)，(ID = 0.22A) 時(shí)，(R{DS(on)}) 典型值為 0.7Ω，最大值為 3.5Ω；(V_{GS}=4.5V)，(ID = 0.22A) 時(shí)，(R{DS(on)}) 典型值為 1.0Ω，最大值為 6.0Ω；當(dāng) (V_{GS}=10V)，(I_D = 0.22A)，(TJ = 125°C) 時(shí)，(R{DS(on)}) 典型值為 1.1Ω，最大值為 5.8Ω。
• 導(dǎo)通狀態(tài)漏極電流：當(dāng) (V{GS}=10V)，(V{DS}=5V) 時(shí)，導(dǎo)通狀態(tài)漏極電流 (I_{D(on)}) 為 0.2A。
• 正向跨導(dǎo)：當(dāng) (V_{DS}=10V)，(ID = 0.22A) 時(shí)，正向跨導(dǎo) (g{FS}) 為 0.12 - 0.5S。

4.3 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容：當(dāng) (V{DS}=25V)，(V{GS}=0V)，(f = 1.0MHz) 時(shí)，輸入電容 (C_{iss}) 為 27pF。
• 輸出電容：輸出電容 (C_{oss}) 為 13pF。
• 反向傳輸電容：反向傳輸電容 (C_{rss}) 為 6pF。
• 柵極電阻：當(dāng) (V_{GS}=15mV)，(f = 1.0MHz) 時(shí)，柵極電阻 (R_G) 為 9Ω。

4.4 漏源二極管特性

最大連續(xù)漏源二極管正向電流 (IS) 為 0.22A。當(dāng) (V{GS}=0V)，(IS = 0.44A) 時(shí)，漏源二極管正向電壓 (V{SD}) 范圍為 0.8 - 1.4V。

五、典型特性曲線

文檔中給出了多個(gè)典型特性曲線，如導(dǎo)通區(qū)域特性、導(dǎo)通電阻隨漏極電流和柵極電壓的變化、導(dǎo)通電阻隨溫度的變化、導(dǎo)通電阻隨柵源電壓的變化、傳輸特性、體二極管正向電壓隨源極電流和溫度的變化、柵極電荷特性、電容特性、最大安全工作區(qū)、單脈沖最大功率耗散以及瞬態(tài)熱響應(yīng)曲線等。這些曲線能幫助工程師更直觀地了解 BSS138 在不同條件下的性能表現(xiàn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中合理選擇工作點(diǎn)。

六、機(jī)械尺寸與封裝

6.1 封裝尺寸

6.2 引腳定義

不同的封裝樣式有不同的引腳定義，例如 STYLE 10 中，引腳 1 為柵極，引腳 2 為漏極，引腳 3 為源極。在實(shí)際使用時(shí)，要根據(jù)具體的封裝樣式正確連接引腳。

七、總結(jié)

BSS138 作為一款 N 溝道邏輯電平增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，憑借其低導(dǎo)通電阻、堅(jiān)固可靠、快速開關(guān)以及環(huán)保等特性，在低電壓、低電流應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以根據(jù)其電氣特性、熱特性以及封裝尺寸等參數(shù)，合理選擇和使用該晶體管，以實(shí)現(xiàn)電路的最佳性能。同時(shí)，要注意其絕對(duì)最大額定值，避免因超過(guò)額定值而損壞器件。大家在使用 BSS138 過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。