探索 onsemi NGTB15N120FL2WG IGBT：高效开关应用的理想之选

在电子工程领域，IGBT（绝缘栅双极晶体管）一直是功率电子应用中的关键组件。今天，我们将深入探讨 onsemi 公司的 NGTB15N120FL2WG IGBT，看看它在开关应用中能带来怎样的卓越性能。

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产品概述

NGTB15N120FL2WG 采用了坚固且经济高效的场截止 II 型沟槽结构，这种结构赋予了它出色的性能，尤其在高要求的开关应用中表现卓越。它不仅具备低导通状态电压，还能将开关损耗降至最低，非常适合用于 UPS（不间断电源）和太阳能逆变器等应用。此外，该器件还集成了一个具有低正向电压的软快速续流二极管，进一步提升了其整体性能。

关键特性

高效的场截止技术

该 IGBT 采用了极其高效的场截止技术，这使得它能够在高温环境下稳定工作，其最大结温 $T_{J max }$ 可达 175°C。这种技术不仅提高了器件的效率，还增强了其可靠性。

软快速反向恢复二极管

集成的软快速反向恢复二极管具有低正向电压，能够在开关过程中快速恢复，减少了开关损耗，提高了系统的效率。

高速开关优化

该 IGBT 经过优化，适用于高速开关应用，能够在短时间内完成开关动作，减少了开关时间，提高了系统的响应速度。

短路保护能力

它具备 10s 的短路保护能力，能够在短路情况下保护器件不受损坏，提高了系统的安全性和可靠性。

无铅设计

该器件采用无铅设计，符合环保要求，减少了对环境的污染。

典型应用

太阳能逆变器

在太阳能逆变器中，NGTB15N120FL2WG 的低导通状态电压和低开关损耗能够提高逆变器的效率，将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，为家庭和工业用电提供稳定的电力。

不间断电源（UPS）

在 UPS 系统中，该 IGBT 能够快速响应市电的中断，将电池中的直流电转换为交流电，为关键设备提供不间断的电力供应，确保设备的正常运行。

焊接设备

在焊接设备中，NGTB15N120FL2WG 的高速开关能力和短路保护能力能够确保焊接过程的稳定性和安全性，提高焊接质量。

电气特性

绝对最大额定值

参数	符号	值	单位
集电极 - 发射极电压	$V_{CES}$	1200	V
集电极电流（$T_{C}=25^{circ}C$）	$I_{C}$	30	A
集电极电流（$T_{C}=100^{circ}C$）	$I_{C}$	15	A
受限于 $T_{Jmax}$		60	A
二极管正向电流（$T_{C}=25^{circ}C$）		30	A
二极管脉冲电流（$T_{pulse}$ 受限）		60	A
栅极 - 发射极电压（$T_{pulse}=5mu s$，$D<0.10$）	$V_{GE}$	+20 / +30	V
功率耗散		294	W
短路耐受时间（$V{GE}=15V$，$V{CE}=500V$，$T_{J}leq150^{circ}C$）	$T_{SC}$		$mu s$
工作结温范围	$T_{J}$	-55 至 +175	°C
存储温度范围			°C
焊接引脚温度（1/8"）		260	°C

电气特性（$T_{J}=25^{circ}C$，除非另有说明）

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）	$V{GE}=0V$，$I{C}=500A$	$V_{(BR)CES}$	1200			V
集电极 - 发射极饱和电压	$V{GE}=15V$，$I{C}=15A$，$T_{J}=175^{circ}C$	$V_{CEsat}$	2.00	2.40		V
栅极 - 发射极阈值电压	$V{GE}=V{CE}$，$I_{C}=400A$	$V_{GE(th)}$	4.5	5.65	6.5	V
集电极 - 发射极截止电流（栅极 - 发射极短路）	$V{GE}=0V$，$V{CE}=1200V$	$I_{CES}$		0.4	4.0	mA
栅极泄漏电流（集电极 - 发射极短路）	$V{GE}=20V$，$V{CE}=0V$	$I_{GES}$			200	nA
输入电容	$V{CE}=20V$，$V{GE}=0V$，$f = 1MHz$	$C_{ies}$		2640		pF
输出电容		$C_{oes}$		88		pF
反向传输电容		$C_{res}$		50		pF
栅极总电荷	$V{CE}=600V$，$I{C}=15A$，$V_{GE}=15V$	$Q_{g}$		109		nC
栅极 - 发射极电荷		$Q_{ge}$		23		nC
栅极 - 集电极电荷		$Q_{gc}$		51		nC

开关特性（感性负载）

参数	测试条件	符号	最小值	典型值	最大值	单位
导通延迟时间	$T{J}=25^{circ}C$，$V{CC}=600V$，$I{C}=15A$，$R{g}=10Omega$，$V_{GE}=0V/15V$	$t_{d(on)}$	64			ns
上升时间		$t_{r}$	104			ns
关断延迟时间		$t_{d(off)}$		132		ns
下降时间		$t_{f}$	173			ns
导通开关损耗		$E_{on}$		1.20		mJ
关断开关损耗		$E_{off}$		0.37		mJ
总开关损耗		$E_{ts}$		1.57		mJ

二极管特性

参数	测试条件	符号	最小值	典型值	最大值	单位
正向电压	$V{GE}=0V$，$I{F}=50A$，$T_{J}=175^{circ}C$	$V_{F}$	2.00	2.30	2.60	V
反向恢复时间	$T{J}=25^{circ}C$，$I{F}=15A$，$V{R}=200V$，$di{F}/dt = 200A/s$	$t_{rr}$	110			ns
反向恢复电荷		$Q_{rr}$		0.69		C
反向恢复电流		$I_{rrm}$		11		A

热特性

评级	符号	值	单位
IGBT 结 - 壳热阻	$R_{JC}$	0.51	°C/W
二极管结 - 壳热阻	$R_{JC}$	0.81	°C/W
结 - 环境热阻	$R_{JA}$	40	°C/W

封装与订购信息

该器件采用 TO - 247（无铅）封装，每轨 30 个单位。其标记图包含特定设备代码、组装位置、年份、工作周和无铅封装标识等信息。

总结

onsemi 的 NGTB15N120FL2WG IGBT 凭借其高效的场截止技术、软快速反向恢复二极管、高速开关优化和短路保护能力等特性，成为了太阳能逆变器、UPS 和焊接设备等应用的理想选择。在实际设计中，电子工程师可以根据其电气特性和热特性，合理选择和使用该器件，以提高系统的性能和可靠性。

你在实际应用中是否使用过类似的 IGBT 器件？在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。