VNB14NV04, VND14NV04
VND14NV04-1, VNS14NV04
"OMNIFET II"
fully autoprotected Power MOSFET
Features
TYPE
VNB14NV04
VND14NV04
VND14NV04-1
VNS14NV04
■
■
■
■
■
■
■
■
R
DS(on)
I
lim
V
clamp
3
1
2
3
TO-252 (DPAK)
35 mΩ
12 A
40 V
TO-251 (IPAK)
1
3
1
Linear current limitation
Thermal shutdown
Short circuit protection
Integrated clamp
Low current drawn from input pin
Diagnostic feedback through input pin
ESD protection
Direct access to the gate of the Power
MOSFET (analog driving)
Compatible with standard Power MOSFET
SO-8
D
2
PAK
Description
The
VNB14NV04, VND14NV04, VND14NV04-1 and
VNS14NV04
are monolithic devices made using
STMicroelectronics VIPower™ M0 technology,
intended for replacement of standard power
MOSFETS in DC to 50 KHz applications. Built-in
thermal shutdown, linear current limitation and
overvoltage clamp protect the chip in harsh
environments.
Fault feedback can be detected by monitoring the
voltage at the input pin.
■
Table 1.
Device summary
Tube
VNB14NV04
VND14NV04
VND14NV04-1
VNS14NV04
Tube (lead free)
VNB14NV04-E
VND14NV04-E
VND14NV04-1-E
-
Tape and reel
VNB14NV0413TR
VND14NV0413TR
-
-
Tape and reel (lead free)
VNB14NV04TR-E
VND14NV04TR-E
-
-
Package
D
2
PAK
TO-252 (DPAK)
TO-251 (IPAK)
SO-8
September 2013
Doc ID 7393 Rev 9
1/31
www.st.com
1
Contents
VNB14NV04, VND14NV04, VND14NV04-1, VNS14NV04
Contents
1
2
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Electrical specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1
2.2
2.3
Absolute maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3
4
Protection features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Package thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.1
4.2
4.3
DPAK thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
SO-8 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
D
2
PAK thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
ECOPACK
®
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
TO-251 (IPAK) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
D
2
PAK mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
TO-252 (DPAK) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
SO-8 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2/31
Doc ID 7393 Rev 9
VNB14NV04, VND14NV04, VND14NV04-1, VNS14NV04
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Absolute maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
DPAK thermal parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
D
2
PAK thermal parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
TO-251 (IPAK) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
D
2
PAK mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
TO-252 (DPAK) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
SO-8 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Doc ID 7393 Rev 9
3/31
List of figures
VNB14NV04, VND14NV04, VND14NV04-1, VNS14NV04
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure 20.
Figure 21.
Figure 22.
Figure 23.
Figure 24.
Figure 25.
Figure 26.
Figure 27.
Figure 28.
Figure 29.
Figure 30.
Figure 31.
Figure 32.
Figure 33.
Figure 34.
Figure 35.
Figure 36.
Figure 37.
Figure 38.
Figure 39.
Figure 40.
Figure 41.
Figure 42.
Figure 43.
Figure 44.
Figure 45.
Figure 46.
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Current and voltage conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Switching time test circuit for resistive load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Test circuit for diode recovery times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Unclamped inductive load test circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Unclamped inductive waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Input charge test circuit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Source-drain diode forward characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Static drain source on resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Derating curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Static drain-source on resistance vs. input voltage (part 1/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Static drain-source on resistance vs. input voltage (part 2/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Transconductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Static drain-source on resistance vs. id . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Transfer characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Turn-on current slope (part 1/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Turn-on current slope (part 2/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Input voltage vs. input charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Turn-off drain source voltage slope (part 1/2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Turn-off drain source voltage slope (part 2/2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Capacitance variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Switching time resistive load (part 1/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Switching time resistive load (part 2/2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Output characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Normalized on resistance vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Normalized input threshold voltage vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Current limit vs. junction temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Step response current limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
DPAK maximum turn-off current versus load inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
DPAK demagnetization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
D
2
PAK maximum turn-off current versus load inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
D
2
PAK demagnetization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
DPAK PC board
(1)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
DPAK R
thj-amb
vs PCB copper area in open box free air condition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
DPAK thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Thermal fitting model of an OMNIFET II in DPAK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
SO-8 PC board
(1)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
SO-8 R
thj-amb
vs PCB copper area in open box free air condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
D
2
PAK PC board
(1)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
D
2
PAK R
thj-amb
vs PCB copper area in open box free air condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
D
2
PAK thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Thermal fitting model of an OMNIFET II in D
2
PAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
TO-251 (IPAK) package dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
D
2
PAK package dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
TO-252 (DPAK) package dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
SO-8 package dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4/31
Doc ID 7393 Rev 9