FS150R12KT4 Datasheet by Infineon Technologies

@ Héchstzulassige Werte/ Maximum Rated Values Charakteristische Werte I Characteristic Values
EconoPACK™3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmittercontrolled4diode
EconoPACK™3modulewithtrench/fieldstopIGBT4andemittercontrolled4diode
1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS150R12KT4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:CM
approvedby:RS
dateofpublication:2013-11-04
revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryDataIGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1200 V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent TC = 90°C, Tvj max = 175°C IC nom 150 A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 300 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 750 W
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage IC = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
VCE sat
1,75
2,05
2,10
2,10
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 5,30 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 5,2 5,8 6,4 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG1,25 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 5,0 Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 9,35 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,35 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 1,0 mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 100 nA
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,1 Ω
td on
0,115
0,13
0,135
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,1 Ω
tr
0,025
0,03
0,03
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,1 Ω
td off
0,37
0,45
0,48
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,1 Ω
tf
0,06
0,105
0,125
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 600 V, LS = 40 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 6000 A/µs (Tvj = 150°C)
RGon = 1,1 ΩEon 5,00
9,00
10,0
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 600 V, LS = 40 nH
VGE = ±15 V, du/dt = 3600 V/µs (Tvj = 150°C)
RGoff = 1,1 ΩEoff 10,0
15,0
16,0
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 800 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC
600
A
Tvj = 150°C
tP ≤ 10 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 0,20 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proIGBT/perIGBT
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,083 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
@ Héchstzulassige Werte/ Maximum Rated Values Charakteristische Werte I Characteristic Values Charakteristische Werte I Characteristic Values
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage Tvj = 25°C VRRM 1200 V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF150 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 300 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 3050
2950 A²s
A²s
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
VF
1,70
1,65
1,65
2,15
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 150 A, - diF/dt = 6000 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
IRM 220
240
250
A
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 150 A, - diF/dt = 6000 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Qr14,0
25,0
28,0
µC
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 150 A, - diF/dt = 6000 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Erec 7,00
11,5
13,5
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode RthJC 0,375 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proDiode/perdiode
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,155 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
NTC-Widerstand/NTC-Thermistor
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Nennwiderstand
Ratedresistance TC = 25°C R25 5,00 kΩ
AbweichungvonR100
DeviationofR100 TC = 100°C, R100 = 493 Ω ∆R/R -5 5 %
Verlustleistung
Powerdissipation TC = 25°C P25 20,0 mW
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/50 3375 K
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/80 3411 K
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/100 3433 K
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
@ Modul I Module
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 2,5 kV
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate   Cu  
InnereIsolation
Internalisolation Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)   Al2O3 
Kriechstrecke
Creepagedistance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal   10,0
mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal   7,5
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 200  
min. typ. max.
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proModul/permodule
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,009 K/W
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 21 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 1,80 mΩ
Lagertemperatur
Storagetemperature Tstg -40 125 °C
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm
Gewicht
Weight G300 g
@
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
VCE [V]
IC [A]
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
VCE [V]
IC [A]
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
VGE [V]
IC [A]
5 6 7 8 9 10 11 12 13
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=1.1Ω,RGoff=1.1Ω,VCE=600V
IC [A]
E [mJ]
0 50 100 150 200 250 300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
@
5
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=150A,VCE=600V
RG [Ω]
E [mJ]
0 2 4 6 8 10 12
0
5
10
15
20
25
30
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
ZthJC : IGBT
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,012
0,01
2
0,066
0,02
3
0,064
0,05
4
0,058
0,1
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=1.1Ω,Tvj=150°C
VCE [V]
IC [A]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
50
100
150
200
250
300
350
IC, Modul
IC, Chip
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
VF [V]
IF [A]
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
@
6
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1.1Ω,VCE=600V
IF [A]
E [mJ]
0 50 100 150 200 250 300
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=150A,VCE=600V
RG [Ω]
E [mJ]
0 2 4 6 8 10 12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
ZthJC : Diode
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,0225
0,01
2
0,12375
0,02
3
0,12
0,05
4
0,10875
0,1
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
TC [°C]
R[Ω]
0 20 40 60 80 100 120 140 160
100
1000
10000
100000
Rtyp
@ ‘ \ M I \ M “Wt—Wt: I F—H :1 ‘x‘ Wmflm‘ifiw‘wuuwIu‘ml‘wumlmlw‘u‘w‘uumuNW“ H— ‘ E7 7 [M NH E?
7
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
In fineon
@
8
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
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DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung
derEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestelltenProduktdatenfürdiese
AnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen.
IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine
solcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenenBestimmungen.Garantien
jeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngabenindengültigenAnwendungs-und
MontagehinweisendesModulssindzubeachten.
SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine
spezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroin
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SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoderlebenserhaltenden
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