探索 onsemi FGH4L50T65MQDC50 IGBT 的卓越性能

在电子工程师的日常设计工作中，选择合适的功率器件至关重要。今天，我们就来深入探讨 onsemi 推出的 FGH4L50T65MQDC50 IGBT，看看它有哪些独特之处能为我们的设计带来便利。

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产品概述

FGH4L50T65MQDC50 采用了新颖的第四代场截止 IGBT 技术和 1.5 代 SiC 肖特基二极管技术，封装形式为 TO - 247 4 - 引脚。这种组合使得该器件在各种应用中都能实现低导通和开关损耗，从而达到高效运行的目的，尤其适用于图腾柱无桥 PFC 和逆变器等应用场景。

关键参数

基本参数

参数	数值
集电极 - 发射极电压（BVCES）	650V
集电极 - 发射极饱和电压（VcE(sat)）	1.45V
集电极电流（Ic）	50A

最大额定值

最大额定值是我们在使用器件时必须要关注的参数，它决定了器件的安全工作范围。以下是 FGH4L50T65MQDC50 的一些重要最大额定值：	参数	条件	符号	数值	单位
集电极 - 发射极电压	-	VCES	650	V
栅极 - 发射极电压	-	VGES	+ 20	V
瞬态栅极 - 发射极电压（tp < 0.5 us，D < 0.001）	-	-	+ 30	V
集电极电流	Tc = 25°C（注 1）	Ic	100	A
集电极电流	Tc = 100°C	Ic	50	A
功率耗散	Tc = 25°C	PD	246	W
功率耗散	Tc = 100°C	PD	123	W
脉冲集电极电流	Tc = 25°C（注 2）	ILM	200	A
脉冲集电极电流	Tc = 25°C（注 3）	ICM	200	A
二极管正向电流	Tc = 25°C（注 1）	IF	60	A
二极管正向电流	Tc = 100°C	IF	50	A
脉冲二极管最大正向电流	Tc = 25°C	IFM	200	A
工作结温和存储温度范围	-	TJ, TsTG	- 55 至 + 175	°C
焊接用最大引脚温度（距外壳 1/8"，5s）	-	TL	260	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

产品特性

易于并联操作

该器件具有正温度系数，这使得它在并联操作时更加容易，能够有效避免热失控等问题。大家在设计多管并联电路时，正温度系数的器件是不是会让你更放心呢？

高电流能力

能够承受较大的电流，100%的器件都经过了 ILM 测试，保证了产品的一致性和可靠性。在高功率应用中，这种高电流能力是不是非常关键呢？

平滑优化的开关特性

开关过程平滑，能够减少开关损耗和电磁干扰，提高系统的稳定性。对于对开关性能要求较高的应用，这无疑是一个重要的优势。

低饱和电压

在 Ic = 50A 时，VCE(Sat) = 1.45V（典型值），低饱和电压意味着更低的导通损耗，有助于提高系统效率。

无反向恢复和正向恢复

这一特性可以减少开关过程中的能量损耗，提高系统的效率和可靠性。

参数分布紧密

保证了产品的一致性，使得在批量生产中更容易进行设计和调试。

符合 RoHS 标准

环保要求越来越受到重视，符合 RoHS 标准的器件更能满足市场需求。

应用领域

FGH4L50T65MQDC50 的应用领域非常广泛，包括但不限于：

• 充电站（EVSE）：在电动汽车充电过程中，需要高效的功率转换器件，该 IGBT 的低损耗特性能够提高充电效率。
• UPS 和 ESS：不间断电源和储能系统对器件的可靠性和效率要求较高，FGH4L50T65MQDC50 能够满足这些需求。
• 太阳能逆变器：将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，需要高性能的功率器件，该 IGBT 可以发挥重要作用。
• PFC 和转换器：在功率因数校正和电源转换电路中，该器件能够提高系统的效率和性能。

电气特性

关断特性

参数	测试条件	符号	最小值	典型值	最大值	单位
集电极 - 发射极击穿电压，栅极 - 发射极短路	VGE = 0V，Ic = 1mA	BVCES	650	-	-	V
击穿电压温度系数	VGE = 0V，Ic = 1mA	ΔBVCES / ΔTJ	-	0.5	-	V/°C
集电极 - 发射极截止电流，栅极 - 发射极短路	VGE = 0V，VcE = 650V	ICES	-	-	250	μA
栅极泄漏电流，集电极 - 发射极短路	VGE = 20V，VcE = 0V	IGES	-	-	±400	nA

导通特性

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
栅极 - 发射极阈值电压	VGE = VcE，Ic = 50 mA	3.0	4.5	6.0	V
集电极 - 发射极饱和电压	VGE = 15V，Ic = 50 A，T = 25°C	-	1.45	1.8	V
集电极 - 发射极饱和电压	VGE = 15V，Ic = 50 A，TJ = 175°C	-	1.65	-	V

动态特性

参数	测试条件	符号	典型值	单位
输入电容	VcE = 30 V，VGE = 0V，f = 1MHz	Cies	3340	pF
输出电容	-	Coes	630	pF
反向传输电容	-	Cres	10	pF
栅极总电荷	VcE = 400V，Ic = 50 A，VG = 15V	Qg	102	nC
栅极 - 发射极电荷	-	Qge	19	nC
栅极 - 集电极电荷	-	Qgc	25	nC

开关特性（感性负载）

不同温度和电流条件下的开关特性有所不同，以下是部分数据：	参数	测试条件	符号	典型值	单位
导通延迟时间	TJ = 25°C，Vcc = 400V，Ic = 25 A，RG = 15Ω，VGE = 15V，感性负载	td(on)	27	ns
上升时间	-	tr	10	ns
关断延迟时间	-	td(off)	181	ns
下降时间	-	tf	21	ns
导通开关损耗	-	Eon	0.24	mJ
关断开关损耗	-	Eoff	0.31	mJ
总开关损耗	-	Ets	0.55	mJ

典型特性

文档中还给出了一系列典型特性曲线，包括输出特性、传输特性、饱和电压与结温的关系、电容变化、栅极电荷特性、安全工作区特性、开关损耗与栅极电阻和集电极电流的关系等。这些曲线能够帮助我们更直观地了解器件的性能，在设计时可以根据实际需求进行参考。

机械尺寸

该器件采用 ON Semiconductor 的 TO - 247 - 4LD CASE 340CJ 封装，文档中给出了详细的尺寸信息，包括各个尺寸的最小值、标称值和最大值。在进行 PCB 设计时，我们需要根据这些尺寸来合理布局器件，确保其安装和散热等要求。

总结

onsemi 的 FGH4L50T65MQDC50 IGBT 凭借其先进的技术、优异的性能和广泛的应用领域，为电子工程师提供了一个可靠的选择。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，综合考虑其各项参数和特性，合理使用该器件，以实现系统的高效、稳定运行。大家在使用这款 IGBT 时有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。