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摘要: N沟道功率MOSFET参数对比分析报告
N沟道功率MOSFET参数对比分析报告
IPAW60R360P7S:英飞凌(Infineon)CoolMOS? P7系列N沟道超结(Super Junction)功率MOSFET。作为第七代平台产品,结合了快速开关特性与出色的易用性,如低振铃趋势、优异的体二极管抗硬换向鲁棒性和卓越的ESD能力。极低的开关和导通损耗适用于高效率、紧凑型开关应用。封装:PG-TO220 FullPAK WideCreepage。适用于PFC、硬开关/谐振开关PWM、PC电源、适配器、照明、服务器及UPS等。
VBMB165R09S:VBsemi N沟道650V超结(Super Junction)功率MOSFET,低FOM(Ron×Qg),低输入电容,具有雪崩能量认证。封装:TO-220F(全塑封)。适用于服务器和电信电源、开关电源、PFC、照明及工业应用。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 漏-源电压 | VDSS | 650 | 650 | V |
| 栅-源电压 (静态/动态) | VGS | ±20 / ±30 | ±30 | V |
| 连续漏极电流 (Tc=25°C) | ID | 9 | 12 | A |
| 脉冲漏极电流 | IDM | 26 | 21 | A |
| 最大功率耗散 (Tc=25°C) | PD | 22 | 83 | W |
| 沟道/结温 | Tch/TJ | 150 | 150 | °C |
| 存储温度范围 | Tstg | -40 ~ +150 | -55 ~ +150 | °C |
| 雪崩能量(单脉冲) | EAS | 27 (IAS=2.5A) | 61 (IAS=3.5A) | mJ |
| MOSFET dv/dt 鲁棒性 | dv/dt | 80 | 16 | V/ns |
分析:两者具有相同的耐压等级(650V)。VBMB165R09S 在连续电流(12A vs 9A)和功率耗散(83W vs 22W)方面更具优势,意味着其可能具有更强的稳态功率处理能力。IPAW60R360P7S 的脉冲电流更高(26A vs 21A)。在雪崩能量上,VBMB165R09S更高(61mJ vs 27mJ),但在dv/dt鲁棒性方面,IPAW60R360P7S(80V/ns)显著优于VBMB165R09S(16V/ns)。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 漏-源击穿电压 | V(BR)DSS | 600 (最小) | 650 (最小) | V |
| 栅极阈值电压 | VGS(th) | 3 ~ 4 | 2 ~ 4 | V |
| 导通电阻 (VGS=10V) | RDS(on) | 0.360 最大 (ID=2.7A) | 0.5 典型 (ID=4A) | Ω |
| 正向跨导 | gfs | 未提供 | 5.7 (典型) | S |
分析:IPAW60R360P7S 在规定的测试条件下(2.7A)给出的最大导通电阻为0.360Ω,换算到4A条件下可能更低,与VBMB165R09S的0.5Ω典型值处于相近水平。IPAW60R360P7S的阈值电压范围更窄且稍高,可能在某些应用中开关一致性更好。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 输入电容 | Ciss | 555 (典型 @400V) | 1220 (典型 @100V) | pF |
| 输出电容 | Coss | 10 (典型 @400V) | 12 (典型 @100V) | pF |
| 反向传输电容 | Crss | 未提供 | 5 (典型 @100V) | pF |
| 总栅极电荷 | Qg | 13 (典型) | 85 (最大) | nC |
| 栅-源电荷 | Qgs | 3 (典型) | 18 (最大) | nC |
| 栅-漏(米勒)电荷 | Qgd | 4 (典型) | 25 (最大) | nC |
分析:IPAW60R360P7S 展现出压倒性的栅极电荷优势,总电荷Qg典型值仅为13nC,远低于VBMB165R09S的85nC最大值。这使其栅极驱动损耗极低,非常有利于高频应用。同时,其在400V下的输出电容Coss也极低(10pF),进一步降低了开关损耗。VBMB165R09S的电容参数测试电压较低,在更高电压下其Coss值会进一步减小。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 开通延迟时间 | td(on) | 8 (典型) | 25 (典型) | ns |
| 上升时间 | tr | 7 (典型) | 55 (典型) | ns |
| 关断延迟时间 | td(off) | 42 (典型) | 70 (典型) | ns |
| 下降时间 | tf | 10 (典型) | 40 (典型) | ns |
分析:IPAW60R360P7S 的开关速度显著更快,所有开关时间参数均大幅优于VBMB165R09S,尤其是上升和下降时间。这得益于其第七代CoolMOS P7技术,使其在硬开关和软开关拓扑中都能实现极高的效率。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 二极管正向压降 | VSD | 0.9 典型 (IF=2.7A) | 1.0 典型 (IS=4A) | V |
| 反向恢复时间 | trr | 145 (典型) | 190 (典型) | ns |
| 反向恢复电荷 | Qrr | 0.74 (典型) | 2.3 (典型) | μC |
| 最大二极管换向速度 | diF/dt | 900 | 未提供 | A/μs |
分析:两者体二极管正向压降相近。IPAW60R360P7S 的反向恢复特性(trr=145ns, Qrr=0.74μC)明显优于VBMB165R09S(trr=190ns, Qrr=2.3μC),并且其diF/dt能力高达900A/μs,这意味着其在同步整流、电机驱动或硬换向(如PFC)应用中具有更高的可靠性和更低的二极管反向恢复损耗。
| 参数 | 符号 | IPAW60R360P7S | VBMB165R09S | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 结-壳热阻 | RθJC / RthJC | 5.61 (最大) | 0.6 (最大) | °C/W |
| 结-环境热阻 | RθJA / RthJA | 62 (典型,带引脚) | 63 (最大) | °C/W |
分析:VBMB165R09S 的结-壳热阻(0.6°C/W)远低于IPAW60R360P7S(5.61°C/W),表明其封装本身的热传导路径极为高效,这与其更高的功率耗散额定值(83W)相匹配。而IPAW60R360P7S的热阻更高,需要更高效的散热设计来充分发挥其低损耗的性能。
| IPAW60R360P7S 优势 | VBMB165R09S 优势 |
|---|---|
| ◆ 极低的栅极电荷 (13nC),驱动损耗极小 ◆ 极快的开关速度(tr+tf<20ns),开关损耗低 ◆ 优异的体二极管反向恢复特性 (Qrr=0.74μC) ◆ 极高的换向鲁棒性 (diF/dt=900A/μs) ◆ 出色的dv/dt鲁棒性 (80V/ns) ◆ 基于成熟的CoolMOS? P7平台,可靠性有保障 | ◆ 更高的连续电流能力 (12A vs 9A) ◆ 更高的功率耗散能力 (83W vs 22W) ◆ 极低的热阻 (RθJC=0.6°C/W),散热性能优异 ◆ 更高的单脉冲雪崩能量 (61mJ vs 27mJ) ◆ 具有成本竞争力,供货稳定(VBsemi品牌) ◆ 宽阈值电压范围(2-4V),驱动灵活性高 |
首选 IPAW60R360P7S:当设计追求极限效率、高功率密度和高频工作时。例如:
高频LLC谐振转换器、有源钳位反激(ACF):其超低Qg和Coss能最大化利用软开关优势,显著降低损耗。
硬开关拓扑(如PFC、双管正激):其快速开关、低Qrr和高diF/dt能力能有效降低开关损耗并提升可靠性。
栅极驱动功率受限或对开关频率有苛刻要求的应用。
首选 VBMB165R09S:当设计更注重成本、连续电流能力、散热裕量及雪崩可靠性时。例如:
中低频率的开关电源、PFC(如>100kHz):在满足性能的前提下,具有更好的性价比。
对稳态电流要求较高或散热条件受限的应用,其低热阻封装优势明显。
需要较强雪崩耐受能力的工业或通用电源。
本报告基于 IPAW60R360P7S(Infineon) 和 VBMB165R09S(VBsemi) 官方数据手册生成。所有参数值均来源于原厂数据手册,请注意测试条件(如电压、电流)的差异可能影响直接比较。设计选型请务必参考并核实最新官方文档。
| 型号 | 厂商 | 价格 |
|---|---|---|
| EPCOS | 爱普科斯 | / |
| STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
| STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
| STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
| STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
| STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
| STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
| STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
| STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
| N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |