650V、75A IGBT FGH75T65SHDTL4：性能卓越的功率器件

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，選擇合適的功率器件至關(guān)重要。今天要介紹的是安森美（onsemi）推出的一款650V、75A的IGBT——FGH75T65SHDTL4，它采用了新型場截止IGBT技術(shù)，在多個應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了出色的性能。

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產(chǎn)品概述

FGH75T65SHDTL4屬于安森美第三代場截止IGBT系列。該系列專為對低導(dǎo)通和開關(guān)損耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用而設(shè)計，如太陽能逆變器、UPS、電焊機、電信、ESS和PFC等。其具有一系列顯著的特點，使其在眾多功率器件中脫穎而出。

產(chǎn)品特點

溫度特性

• 高結(jié)溫：最大結(jié)溫可達(dá)175°C，這意味著它能夠在較高的溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作，適應(yīng)一些對散熱要求較高的應(yīng)用場景。
• 正溫度系數(shù)：具有正溫度系數(shù)，便于并聯(lián)操作，在多個IGBT并聯(lián)使用時，能夠更好地實現(xiàn)均流，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

電氣性能

• 高電流能力：具備高電流承載能力，在不同溫度下都能有出色的表現(xiàn)。如在TC = 25°C時，集電極電流IC可達(dá)150A；在TC = 100°C時，IC為75A。
• 低飽和電壓：典型的集電極 - 發(fā)射極飽和電壓VCE(sat)在IC = 75A、VGE = 15V時為1.6V，這有助于降低導(dǎo)通損耗，提高系統(tǒng)效率。
• 高輸入阻抗：高輸入阻抗可以減少驅(qū)動電路的功耗，降低對驅(qū)動電路的要求。
• 快速開關(guān)：快速的開關(guān)特性能夠減少開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的工作頻率，適用于高頻應(yīng)用。
• 參數(shù)分布緊湊：參數(shù)分布緊湊，意味著同一批次的產(chǎn)品性能一致性較好，便于工程師進行設(shè)計和調(diào)試。

環(huán)保特性

該器件為無鉛產(chǎn)品，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。不過需要注意的是，不建議進行回流焊和全封裝浸漬操作。

絕對最大額定值

在使用FGH75T65SHDTL4時，必須嚴(yán)格遵守其絕對最大額定值，否則可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。以下是一些關(guān)鍵的額定值：

• 電壓方面：集電極 - 發(fā)射極電壓VCES為650V，柵極 - 發(fā)射極電壓VGES為±20V，瞬態(tài)柵極 - 發(fā)射極電壓為±30V。
• 電流方面：不同溫度下的集電極電流和二極管正向電流有不同的額定值。如TC = 25°C時，集電極電流IC為150A；TC = 100°C時，IC為75A。
• 功率方面：最大功耗PD在TC = 25°C時為455W，在TC = 100°C時為227W。
• 溫度方面：工作結(jié)溫TJ范圍為 - 55°C至 + 175°C，存儲溫度范圍TSTG同樣為 - 55°C至 + 175°C，焊接時引腳最大溫度TL（距外殼1/8”處，持續(xù)5秒）為300°C。

熱特性

熱特性對于功率器件的性能和可靠性至關(guān)重要。FGH75T65SHDTL4的熱阻參數(shù)如下：

• IGBT結(jié)到外殼熱阻：RJC(IGBT)最大為0.33°C/W。
• 二極管結(jié)到外殼熱阻：RJC(Diode)最大為0.65°C/W。
• 結(jié)到環(huán)境熱阻：RJA最大為40°C/W。

電氣特性

IGBT電氣特性

• 關(guān)斷特性：集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓BVCES在VGE = 0V、IC = 1mA時為650V，其溫度系數(shù)為0.65V/°C。集電極截止電流ICES在VCE = VCES、VGE = 0V時最大為250μA，柵極 - 發(fā)射極泄漏電流IGES在VGE = VGES、VCE = 0V時最大為±400nA。
• 導(dǎo)通特性：柵極 - 發(fā)射極閾值電壓VGE(th)在IC = 75mA、VCE = VGE時，典型值為5.5V。集電極 - 發(fā)射極飽和電壓VCE(sat)在IC = 75A、VGE = 15V時，典型值為1.6V；在TC = 175°C時，典型值為2.28V。
• 動態(tài)特性：輸入電容Cies在VCE = 30V、VGE = 0V、f = 1MHz時，典型值為3710pF；輸出電容Coes典型值為183pF；反向傳輸電容Cres典型值為43pF。
• 開關(guān)特性：不同條件下的開關(guān)時間和開關(guān)損耗有所不同。如在VCC = 400V、IC = 75A、RG = 15、VGE = 15V、感性負(fù)載、TC = 25°C條件下，開通延遲時間Td(on)典型值為55ns，上升時間Tr典型值為50ns，關(guān)斷延遲時間Td(off)典型值為189ns，下降時間Tf典型值為39ns，開通開關(guān)損耗Eon典型值為1.06mJ，關(guān)斷開關(guān)損耗Eoff典型值為1.56mJ，總開關(guān)損耗Ets典型值為2.62mJ。
• 柵極電荷特性：總柵極電荷Qg在VCE = 400V、IC = 75A、VGE = 15V時，典型值為126nC；柵極 - 發(fā)射極電荷Qge典型值為24.1nC；柵極 - 集電極電荷Qgc典型值為47.6nC。

二極管電氣特性

• 正向電壓：二極管正向電壓VFM在IF = 75A、TC = 25°C時，典型值為1.8V；在TC = 175°C時，典型值為1.7V。
• 反向恢復(fù)特性：反向恢復(fù)能量Erec在IF = 75A、dIF/dt = 200A/μs、TC = 175°C時，典型值為160μJ；反向恢復(fù)時間Trr在TC = 25°C時，典型值為76ns；反向恢復(fù)電荷Qrr在TC = 25°C時，典型值為206nC。

典型性能特性

文檔中給出了一系列典型性能特性曲線，包括輸出特性、飽和電壓特性、電容特性、開關(guān)特性等。這些曲線能夠幫助工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，從而進行更合理的設(shè)計。例如，通過輸出特性曲線可以直觀地看到集電極電流與集電極 - 發(fā)射極電壓之間的關(guān)系；通過開關(guān)特性曲線可以分析開關(guān)時間和開關(guān)損耗隨不同參數(shù)的變化情況。

封裝信息

FGH75T65SHDTL4采用TO - 247 - 4LD封裝，這種封裝具有一定的機械尺寸和引腳布局。文檔中詳細(xì)給出了封裝的尺寸信息，包括各引腳的尺寸、間距等，工程師在進行PCB設(shè)計時需要參考這些信息，確保器件能夠正確安裝和使用。

總結(jié)

FGH75T65SHDTL4是一款性能卓越的IGBT，具有高結(jié)溫、低飽和電壓、快速開關(guān)等優(yōu)點，適用于多種對功率和效率有較高要求的應(yīng)用場景。在使用過程中，工程師需要嚴(yán)格遵守其絕對最大額定值和熱特性要求，同時結(jié)合其電氣特性和典型性能特性進行合理的設(shè)計和調(diào)試。大家在實際應(yīng)用中是否遇到過類似IGBT的選型和使用問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。