onsemi AFGHL25T120RWD IGBT器件深度解析

在電子工程領(lǐng)域，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是功率電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)等眾多領(lǐng)域。今天，我們來深入探討onsemi推出的AFGHL25T120RWD IGBT器件，看看它有哪些獨(dú)特之處。

文件下載：AFGHL25T120RWD-D.PDF

一、器件概述

AFGHL25T120RWD采用TO247 - 3L封裝，結(jié)合了新型場截止第七代IGBT技術(shù)和Gen7二極管。這種組合使得該器件在汽車應(yīng)用的硬開關(guān)和軟開關(guān)拓?fù)渲?，都能以低?dǎo)通狀態(tài)電壓和最小開關(guān)損耗實(shí)現(xiàn)最佳性能。

二、主要特性

高效的場截止技術(shù)

該器件運(yùn)用了極其高效的帶有場截止技術(shù)的溝槽結(jié)構(gòu)。場截止技術(shù)能夠有效降低IGBT的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，提高器件的效率和性能。你是否想過這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能帶來多大的效率提升呢？

高結(jié)溫能力

其最大結(jié)溫 (T_{J}) 可達(dá) (175^{circ}C)，這意味著它能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，適應(yīng)一些對散熱要求較高的汽車應(yīng)用場景。

短路額定和低飽和電壓

具備短路額定能力，能在短路情況下保護(hù)自身不受損壞。同時(shí)，低飽和電壓可以減少導(dǎo)通時(shí)的功率損耗，提高系統(tǒng)效率。

快速開關(guān)和參數(shù)分布緊密

快速的開關(guān)特性使得它在高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色，而參數(shù)分布緊密則保證了器件的一致性和可靠性，在大規(guī)模生產(chǎn)中能減少性能差異。

汽車級(jí)認(rèn)證

通過了AEC - Q101認(rèn)證，并且可根據(jù)需求提供PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序）文件，這表明該器件符合汽車行業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

環(huán)保特性

該器件是無鉛、無鹵素/無溴化阻燃劑的，并且符合RoHS（限制使用有害物質(zhì)）指令，符合環(huán)保要求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

汽車電子壓縮機(jī)

在汽車電子壓縮機(jī)中，AFGHL25T120RWD的高效性能和高結(jié)溫能力能夠滿足其在不同工況下的工作要求，提高壓縮機(jī)的效率和可靠性。

汽車EV PTC加熱器

對于汽車EV PTC加熱器，該器件的低開關(guān)損耗和高穩(wěn)定性可以確保加熱器的高效運(yùn)行，提升加熱效果。

車載充電機(jī)（OBC）

在車載充電機(jī)中，它能夠在充電過程中實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換，減少能量損耗。

四、電氣特性

最大額定值

靜態(tài)特性

• 關(guān)斷特性：集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓 (B{V CES}) 在 (V{GE}=0V)，(I{C}=1mA) 時(shí)為 1200V，擊穿電壓溫度系數(shù) (B{V CES}/T{J}) 在 (V{GE}=0V)，(I{C}=9.99mA) 時(shí)為 1226mV/°C。零柵極電壓集電極電流 (I{CES}) 在 (V{GE}=0V)，(V{CE}=V{CES}) 時(shí)為 40A，柵極 - 發(fā)射極泄漏電流 (I{GES}) 在 (V{GE}=±20V)，(V{CE}=0V) 時(shí)為 ±400nA。
• 導(dǎo)通特性：柵極閾值電壓 (V{GE(th)}) 在 (V{GE}=V{CE})，(I{C}=25mA)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為 6.0V。柵極 - 發(fā)射極飽和電壓 (V{CE(sat)}) 在 (V{GE}=15V)，(I{C}=25A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為 1.4V；在 (T{J}=175^{circ}C) 時(shí)，典型值為 1.62V。

動(dòng)態(tài)特性

• 電容特性：輸入電容 (C{IES}) 在 (V{CE}=30V)，(V{GE}=0V)，(f = 1MHz) 時(shí)，典型值為 3054pF；輸出電容 (C{OES}) 典型值為 126pF；反向傳輸電容 (C_{RES}) 典型值為 15.4pF。
• 柵極電荷特性：總柵極電荷 (Q{G}) 在 (V{CE}=600V)，(I{C}=25A)，(V{GE}=15V) 時(shí)，典型值為 113nC；柵極 - 發(fā)射極電荷 (Q{GE}) 典型值為 27.2nC；柵極 - 集電極電荷 (Q{GC}) 典型值為 49.5nC。

開關(guān)特性（感性負(fù)載）

在不同的測試條件下，該器件的開關(guān)時(shí)間和開關(guān)損耗表現(xiàn)不同。例如，在 (V{CE}=600V)，(V{GE}=0/15V)，(I{C}=12.5A)，(R{G}=4.7Omega)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，開通延遲時(shí)間 (t{d(on)}) 為 223ns，關(guān)斷延遲時(shí)間 (t{d(off)}) 為 35.4ns，上升時(shí)間 (t{r}) 為 126ns，開通開關(guān)損耗 (E{on}) 為 1.57mJ，關(guān)斷開關(guān)損耗 (E{off}) 為 1.06mJ，總開關(guān)損耗 (E_{ts}) 為 1.41mJ。

五、二極管特性

正向電壓特性

二極管正向電壓 (V{F}) 在 (I{F}=25A)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為 1.7V，最大值為 2.0V；在 (T{J}=175^{circ}C) 時(shí)，典型值為 1.67V。

開關(guān)特性（感性負(fù)載）

在不同的測試條件下，二極管的反向恢復(fù)時(shí)間 (t{rr})、反向恢復(fù)電荷 (Q{rr})、反向恢復(fù)能量 (E{rec}) 和峰值反向恢復(fù)電流 (I{RRM}) 會(huì)有所不同。例如，在 (V{R}=600V)，(I{F}=12.5A)，(dI{F}/dt = 500A/s)，(T{J}=25^{circ}C) 時(shí)，反向恢復(fù)時(shí)間 (t{rr}) 為 133ns，反向恢復(fù)電荷 (Q{rr}) 為 1179nC，反向恢復(fù)能量 (E{rec}) 為 0.39mJ，峰值反向恢復(fù)電流 (I{RRM}) 為 22.1A。

六、典型特性曲線

文檔中還給出了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、飽和特性、電容特性、柵極電荷特性、開關(guān)時(shí)間與柵極電阻關(guān)系、開關(guān)損耗與柵極電阻關(guān)系、開關(guān)時(shí)間與集電極電流關(guān)系、開關(guān)損耗與集電極電流關(guān)系、二極管正向特性、二極管反向恢復(fù)電流特性、二極管存儲(chǔ)電荷特性、IGBT 瞬態(tài)熱阻抗特性和二極管瞬態(tài)熱阻抗特性等。這些曲線能夠幫助工程師更直觀地了解器件在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中具有重要的參考價(jià)值。你在設(shè)計(jì)電路時(shí)，會(huì)如何利用這些典型特性曲線呢？

七、機(jī)械封裝和訂購信息

該器件采用 TO - 247 - 3LD 封裝，文檔詳細(xì)給出了封裝的尺寸信息。訂購時(shí)，AFGHL25T120RWD 采用無鉛的 TO247 - 3L 封裝，每管裝運(yùn) 30 個(gè)單位。

總之，onsemi 的 AFGHL25T120RWD IGBT 器件憑借其先進(jìn)的技術(shù)、卓越的性能和豐富的應(yīng)用場景，為汽車電子等領(lǐng)域的工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要綜合考慮器件的各項(xiàng)特性，根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行合理選型和電路設(shè)計(jì)。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，IGBT 器件將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。你在使用 IGBT 器件時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。