onsemi NGTB35N65FL2WG IGBT深度解析

在電子工程師的日常工作中，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是一個(gè)繞不開的關(guān)鍵器件。今天，我們就來(lái)深入探討一下 onsemi 的 NGTB35N65FL2WG IGBT，看看它有哪些獨(dú)特的性能和應(yīng)用。

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一、IGBT概述

NGTB35N65FL2WG 采用了堅(jiān)固且經(jīng)濟(jì)高效的場(chǎng)截止 II 型溝槽結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予了它卓越的性能。在高要求的開關(guān)應(yīng)用中，它能同時(shí)實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通狀態(tài)電壓和最小的開關(guān)損耗，適用于 UPS 和太陽(yáng)能等應(yīng)用領(lǐng)域。此外，該器件還集成了一個(gè)具有低正向電壓的軟快速續(xù)流二極管。

二、產(chǎn)品特性

2.1 先進(jìn)技術(shù)

• 場(chǎng)截止技術(shù)：采用極其高效的帶有場(chǎng)截止技術(shù)的溝槽結(jié)構(gòu)，最高結(jié)溫 $T_{J max }$ 可達(dá) $175^{circ} C$，這使得它在高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定工作。

  2.2 二極管特性

• 軟快速反向恢復(fù)二極管：具有軟快速反向恢復(fù)特性，優(yōu)化了高速開關(guān)性能。

  2.3 短路能力

• 5μs 短路承受能力：在 $V{GE}=15 V$，$V{CE}=400 V$，$T_{J} leq+150^{circ} C$ 的條件下，能承受 5μs 的短路時(shí)間，這為電路的安全運(yùn)行提供了保障。

  2.4 環(huán)保特性

• 無(wú)鉛器件：符合環(huán)保要求，響應(yīng)了當(dāng)今社會(huì)對(duì)綠色電子的需求。

三、典型應(yīng)用

3.1 太陽(yáng)能逆變器

在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關(guān)鍵設(shè)備。NGTB35N65FL2WG 的低導(dǎo)通損耗和高速開關(guān)特性，能夠有效提高太陽(yáng)能逆變器的效率，減少能量損失。

3.2 不間斷電源（UPS）

UPS 在電力中斷時(shí)為設(shè)備提供應(yīng)急電源，對(duì)可靠性和效率要求極高。該 IGBT 的高性能可以確保 UPS 在各種情況下穩(wěn)定工作，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.3 焊接設(shè)備

焊接過(guò)程中需要精確控制電流和電壓，NGTB35N65FL2WG 的快速開關(guān)能力和短路保護(hù)特性，能夠滿足焊接設(shè)備對(duì)穩(wěn)定性和安全性的要求。

四、絕對(duì)最大額定值

需要注意的是，超過(guò)最大額定值表中列出的應(yīng)力可能會(huì)損壞器件。如果超過(guò)這些限制，不能保證器件的功能，可能會(huì)造成損壞并影響可靠性。

五、熱特性

熱特性對(duì)于 IGBT 的性能和可靠性至關(guān)重要。了解這些熱阻參數(shù)，有助于工程師在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)做出合理的決策。

六、電氣特性

6.1 靜態(tài)特性

• 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓：在柵極 - 發(fā)射極短路（$V{GE} = 0 V$，$I{C} = 500 A$）的情況下，$V_{(BR)CES}$ 為 650 V。
• 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓：當(dāng) $V{GE} = 15 V$，$I{C} = 35 A$ 時(shí)，$V{CEsat}$ 典型值為 1.70 V；當(dāng) $T{J} = 175°C$ 時(shí)，$V_{CEsat}$ 為 2.20 V。
• 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓：$V_{GE(th)}$ 范圍在 4.5 - 6.5 V 之間。
• 集電極 - 發(fā)射極截止電流：在 $V{GE} = 0 V$，$V{CE} = 650 V$ 時(shí)，$I{CES}$ 最大為 0.5 mA；當(dāng) $T{J} = 175°C$ 時(shí)，$I_{CES}$ 最大為 4.0 mA。
• 柵極泄漏電流：在 $V{GE} = 20 V$，$V{CE} = 0 V$ 時(shí)，$I_{GES}$ 為 200 nA。

6.2 動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容：$C_{ies}$ 典型值為 3115 pF。
• 輸出電容：$C_{oes}$ 典型值為 149 pF。
• 反向傳輸電容：$C_{res}$ 典型值為 88 pF。
• 柵極總電荷：$Q_{g}$ 典型值為 125 nC。
• 柵極 - 發(fā)射極電荷：$Q_{ge}$ 典型值為 30 nC。
• 柵極 - 集電極電荷：$Q_{gc}$ 典型值為 63 nC。

6.3 開關(guān)特性（感性負(fù)載）

6.4 二極管特性

• 正向電壓：在 $V{GE} = 0 V$，$I{F} = 35 A$ 時(shí)，$V{F}$ 典型值為 1.50 V；當(dāng) $T{J} = 175°C$ 時(shí)，$V_{F}$ 最大為 2.90 V。
• 反向恢復(fù)時(shí)間：在不同溫度和條件下，反向恢復(fù)時(shí)間有所不同。例如，$T{J}=25°C$ 時(shí)，$t{rr}$ 為 68 ns；$T{J}=175°C$ 時(shí)，$t{rr}$ 為 156 ns。
• 反向恢復(fù)電荷：$Q{rr}$ 在 $T{J}=25°C$ 時(shí)為 265 nC，$T_{J}=175°C$ 時(shí)為 836 nC。
• 反向恢復(fù)電流：$I{rm}$ 在 $T{J}=25°C$ 時(shí)為 7 A，$T_{J}=175°C$ 時(shí)為 8.43 A。

七、典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、$V{CE(sat)}$ 與 $T{J}$ 的關(guān)系、電容特性、二極管正向特性、柵極電荷特性、開關(guān)損耗與溫度、電流、電阻、電壓的關(guān)系，以及安全工作區(qū)等。這些曲線為工程師在實(shí)際應(yīng)用中評(píng)估和優(yōu)化電路提供了重要的參考依據(jù)。

八、機(jī)械封裝

該器件采用 TO - 247 封裝（CASE 340AM），文檔中詳細(xì)給出了封裝的尺寸信息和標(biāo)注圖。工程師在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，需要根據(jù)這些尺寸信息進(jìn)行合理布局，確保器件的安裝和散熱效果。

九、總結(jié)

onsemi 的 NGTB35N65FL2WG IGBT 憑借其先進(jìn)的技術(shù)、卓越的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為電子工程師在設(shè)計(jì)開關(guān)電路時(shí)的一個(gè)不錯(cuò)選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的電路要求，結(jié)合器件的各項(xiàng)特性參數(shù)，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。同時(shí)，要注意遵守器件的最大額定值，確保電路的可靠性和穩(wěn)定性。你在使用 IGBT 時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。