onsemi FGH75T65SQDTL4 IGBT：高效性能助力多领域应用

在电子工程领域，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为一种重要的功率半导体器件，广泛应用于各类电力电子设备中。今天，我们就来深入了解一下 onsemi 推出的 FGH75T65SQDTL4 IGBT，看看它有哪些独特的性能和应用场景。

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产品概述

FGH75T65SQDTL4 采用了新颖的场截止 IGBT 技术，属于场截止第四代 IGBT 系列。该系列产品专为太阳能逆变器、UPS、电焊机、电信、储能系统（ESS）和功率因数校正（PFC）等应用而设计，这些应用对低导通和开关损耗有着严格的要求，而 FGH75T65SQDTL4 正好能够满足这些需求，提供最佳的性能表现。

产品特性

温度与电流特性

• 高结温能力：最大结温 (T_{J}=175^{circ}C)，这使得该 IGBT 能够在较高的温度环境下稳定工作，适应一些对散热要求较高的应用场景。
• 正温度系数：具有正温度系数，便于进行并联操作，可提高系统的功率容量和可靠性。
• 高电流能力：在不同温度条件下，能够承受较大的电流。例如，在 (T{C}=25^{circ}C) 时，集电极电流 (I{C}) 可达 150A；在 (T{C}=100^{circ}C) 时，(I{C}) 为 75A。

电气特性

• 低饱和电压：在 (I{C}=75A) 时，饱和电压 (V{CE(sat)}=1.6V)，这有助于降低导通损耗，提高系统效率。
• 高输入阻抗：高输入阻抗特性使得该 IGBT 对驱动电路的要求相对较低，便于设计和应用。
• 快速开关：具备快速开关特性，能够减少开关时间，降低开关损耗，提高系统的工作频率。
• 参数分布紧密：参数分布紧密，保证了产品的一致性和可靠性，便于大规模生产和应用。

环保特性

该器件为无铅产品，符合 RoHS 标准，满足环保要求。

绝对最大额定值

参数	数值
集电极 - 发射极电压 (V_{CES})	650V
栅极 - 发射极电压 (V_{GES})	±20V
瞬态栅极 - 发射极电压	±30V
集电极电流 (I{C})（(T{C}=25^{circ}C)）	150A
集电极电流 (I{C})（(T{C}=100^{circ}C)）	75A
脉冲集电极电流 (I{LM})（(T{C}=25^{circ}C)）	300A
脉冲集电极电流 (I_{CM})	300A
二极管正向电流 (I{F})（(T{C}=25^{circ}C)）	125A
二极管正向电流 (I{F})（(T{C}=100^{circ}C)）	75A
脉冲二极管最大正向电流 (I_{FM})	300A
最大功耗 (P{D})（(T{C}=25^{circ}C)）	375W
最大功耗 (P{D})（(T{C}=100^{circ}C)）	188W
工作结温 (T_{J})	- 55 至 + 175°C
存储温度范围 (T_{STG})	- 55 至 + 175°C
焊接用最大引脚温度（距外壳 1/8”，5 秒）	300°C

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件。如果超过这些限制，不能保证器件的功能，可能会发生损坏并影响可靠性。

热特性

参数	数值	单位
IGBT 结 - 壳热阻 (R_{JC})（最大值）	0.4	°C/W
二极管结 - 壳热阻 (R_{JC})（最大值）	0.65	°C/W
结 - 环境热阻 (R_{JA})（最大值）	40	°C/W

热特性对于 IGBT 的性能和可靠性至关重要，合理的散热设计可以确保器件在正常温度范围内工作，延长其使用寿命。

电气特性

IGBT 电气特性

• 关断特性：集电极 - 发射极击穿电压 (B{VCES}) 在 (V{GE}=0V)，(I{C}=1mA) 时为 650V，其温度系数为 0.6V/°C。集电极截止电流 (I{CES}) 在 (V{CE}=V{CES})，(V{GE}=0V) 时最大为 250μA，栅极 - 发射极泄漏电流 (I{GES}) 在 (V{GE}=V{GES})，(V_{CE}=0V) 时最大为 ±400nA。
• 导通特性：栅极 - 发射极阈值电压 (V{GE(th)}) 在 (I{C}=75mA)，(V{CE}=V{GE}) 时，典型值为 4.5V。集电极 - 发射极饱和电压 (V{CE(sat)}) 在 (I{C}=75A)，(V{GE}=15V) 时，典型值为 1.6V；在 (T{C}=175^{circ}C) 时，典型值为 1.92V。
• 动态特性：输入电容 (C{ies}) 在 (V{CE}=30V)，(V{GE}=0V)，(f = 1MHz) 时，典型值为 4845pF；输出电容 (C{oes}) 典型值为 155pF；反向传输电容 (C_{res}) 典型值为 14pF。
• 开关特性：不同条件下的开关时间和开关损耗数据丰富，例如在 (V{CC}=400V)，(I{C}=18.8A)，(R{G}=15)，(V{GE}=15V)，感性负载，(T{C}=25^{circ}C) 时，开通延迟时间 (T{d(on)}) 为 44ns，上升时间 (T{r}) 为 20ns，关断延迟时间 (T{d(off)}) 为 276ns，下降时间 (T{f}) 为 32ns，开通开关损耗 (E{on}) 为 307μJ，关断开关损耗 (E{off}) 为 266μJ，总开关损耗 (E{ts}) 为 573μJ。

二极管电气特性

• 正向电压 (V{FM}) 在 (I{F}=75A)，(T{C}=25^{circ}C) 时，典型值为 1.8V；在 (T{C}=175^{circ}C) 时，典型值为 1.7V。
• 反向恢复能量 (E{rec}) 在 (I{F}=75A)，(dI{F}/dt = 200A/μs)，(T{C}=175^{circ}C) 时，典型值为 160μJ。
• 反向恢复时间 (T{rr}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 时，典型值为 76ns；在 (T_{C}=175^{circ}C) 时，典型值为 270ns。
• 反向恢复电荷 (Q{rr}) 在 (T{C}=25^{circ}C) 时，典型值为 206nC；在 (T_{C}=175^{circ}C) 时，典型值为 2199nC。

典型性能特性

文档中提供了一系列典型性能特性图表，包括输出特性、饱和电压特性、电容特性、开关特性等。这些图表可以帮助工程师更好地了解该 IGBT 在不同条件下的性能表现，为电路设计提供参考。

应用场景

FGH75T65SQDTL4 适用于多种应用场景，如太阳能逆变器、UPS、电焊机、电信、储能系统和功率因数校正等。在这些应用中，其低导通和开关损耗的特性能够有效提高系统效率，降低能耗。

总结

onsemi 的 FGH75T65SQDTL4 IGBT 凭借其先进的场截止技术、高结温能力、低饱和电压、快速开关等特性，为太阳能逆变器、UPS 等多个领域的应用提供了可靠的解决方案。工程师在设计相关电路时，可以充分利用该器件的优势，优化电路性能。同时，在使用过程中，要注意其绝对最大额定值和热特性，确保器件在安全的工作范围内运行。大家在实际应用中，是否遇到过类似 IGBT 的选型和使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。