深入解析Onsemi NTD18N06L/NTDV18N06L MOSFET

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，MOSFET是不可或缺的關(guān)鍵元件，它廣泛應(yīng)用于各類電源、轉(zhuǎn)換器和電機(jī)控制等電路中。今天我們就來(lái)深入剖析Onsemi公司的NTD18N06L和NTDV18N06L這兩款N溝道邏輯電平MOSFET。

文件下載：NTD18N06L-D.PDF

產(chǎn)品概述

NTD18N06L和NTDV18N06L專為低電壓、高速開(kāi)關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，適用于電源、轉(zhuǎn)換器、功率電機(jī)控制和橋電路等場(chǎng)景。其中，NTDV18N06L通過(guò)了AEC Q101認(rèn)證，并且這兩款器件均為無(wú)鉛產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵參數(shù)與特性

最大額定值

• 電壓參數(shù)：漏源電壓（$V_{DSS}$）最大為60Vdc，柵源電壓連續(xù)值為±15V，非重復(fù)值（$t_p$≤10ms）為±20V。
• 電流參數(shù)：在$T_A$ = 25°C時(shí)，連續(xù)漏極電流（$I_D$）為18A；$T_A$ = 100°C時(shí)，連續(xù)漏極電流為10A；單脈沖電流（$t_p$≤10μs）可達(dá)54Apk。
• 功率參數(shù)：在$T_A$ = 25°C時(shí)，總功率耗散（$P_D$）為55W，25°C以上需按0.36W/°C進(jìn)行降額。
• 溫度范圍：工作和存儲(chǔ)溫度范圍為 -55°C至 +175°C。
• 雪崩能量：?jiǎn)蚊}沖漏源雪崩能量（$E_{AS}$）在特定條件下為72mJ。

電氣特性

• 關(guān)斷特性：漏源擊穿電壓（$V_{(BR)DSS}$）典型值為60V，溫度系數(shù)為正。
• 導(dǎo)通特性：柵極閾值電壓（$V{GS(th)}$）在1.0 - 5.2V之間，靜態(tài)漏源導(dǎo)通電阻（$R{DS(on)}$）在$V_{GS}$ = 5.0V、$I_D$ = 9.0A時(shí)典型值為54mΩ。
• 動(dòng)態(tài)特性：輸入電容（$C{iss}$）為482 - 675pF，輸出電容（$C{oss}$）為166 - 230pF，轉(zhuǎn)移電容（$C_{rss}$）為56 - 80pF。
• 開(kāi)關(guān)特性：開(kāi)通延遲時(shí)間（$t_{d(on)}$）典型值為9.9ns，上升時(shí)間（$tr$）典型值為79ns，關(guān)斷延遲時(shí)間（$t{d(off)}$）典型值為38ns，下降時(shí)間（$t_f$）典型值為19ns。

開(kāi)關(guān)行為分析

功率MOSFET的開(kāi)關(guān)行為可通過(guò)電荷控制模型進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。由于漏柵電容隨外加電壓變化較大，因此在計(jì)算上升和下降時(shí)間時(shí)，通常使用柵極電荷數(shù)據(jù)。在開(kāi)關(guān)阻性負(fù)載時(shí)，上升和下降時(shí)間可通過(guò)以下公式近似計(jì)算： [t{r}=Q{2} × R{G} /left(V{GG}-V{GSP}right)] [t{f}=Q{2} × R{G} / V{GSP}] 其中，$V{GG}$為柵極驅(qū)動(dòng)電壓，$R_{G}$為柵極驅(qū)動(dòng)電阻，$Q2$和$V{GSP}$可從柵極電荷曲線讀取。

在開(kāi)通和關(guān)斷延遲時(shí)間內(nèi)，柵極電流并非恒定?？墒褂秒娙萸€中的適當(dāng)值，通過(guò)RC網(wǎng)絡(luò)電壓變化的標(biāo)準(zhǔn)方程進(jìn)行計(jì)算： [t{d(on)}=R{G} C{iss} Inleft[V{GG} /left(V{GG}-V{GSP}right)right]] [t{d( off )}=R{G} C{iss } Inleft(V{GG} / V_{GSP}right)]

不過(guò)，在高開(kāi)關(guān)速度下，寄生電路元件會(huì)使分析變得復(fù)雜。MOSFET源極引線的電感、輸出電容以及內(nèi)部柵極電阻等因素都會(huì)影響開(kāi)關(guān)性能。

安全工作區(qū)

正向偏置安全工作區(qū)曲線定義了晶體管在正向偏置時(shí)能夠安全處理的最大漏源電壓和漏極電流。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，只要不超過(guò)額定峰值電流（$I{DM}$）和額定電壓（$V{DSS}$），且過(guò)渡時(shí)間（$t_r$、$tf$）不超過(guò)10μs，同時(shí)整個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均總功率不超過(guò)$(T{J(MAX)}-T{C}) /(R{theta JC})$，就可以安全工作。

此外，標(biāo)有E - FET的功率MOSFET可在無(wú)鉗位電感負(fù)載的開(kāi)關(guān)電路中安全使用。但雪崩能量能力并非恒定值，會(huì)隨雪崩峰值電流和峰值結(jié)溫的增加而非線性下降。

封裝與訂購(gòu)信息

這兩款MOSFET采用DPAK封裝，NTD18N06LT4G已停產(chǎn)，NTDV18N06LT4G和STD18N06LT4G - VF01仍可訂購(gòu)，均為無(wú)鉛產(chǎn)品，每盤(pán)2500個(gè)。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景，綜合考慮上述各項(xiàng)參數(shù)和特性，合理選擇和使用這兩款MOSFET，以確保電路的性能和可靠性。你在使用MOSFET時(shí)遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。