探索 onsemi FGH60N60SMD IGBT：性能与应用解析

在电子工程领域，IGBT（绝缘栅双极晶体管）是功率电子设备中至关重要的组件，广泛应用于各种高功率、高效率的电路设计中。今天，我们就来深入了解一下 onsemi 推出的 FGH60N60SMD 这款 600V、60A 的 IGBT 产品。

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产品概述

onsemi 的 FGH60N60SMD 采用了新颖的场截止 IGBT 技术，属于场截止第二代 IGBT 系列。该系列专为太阳能逆变器、UPS、焊机、电信、ESS 和 PFC 等应用而设计，这些应用对低传导和开关损耗有着极高的要求，而这款产品正好能满足这些需求，提供了最佳的性能表现。

产品特性

温度特性

• 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，方便进行并联操作，能够有效避免因温度差异导致的电流不均衡问题，提高了并联使用时的可靠性。

电气特性

• 低饱和电压：在 (I{C}=60A) 时，典型饱和电压 (V{CE(sat)} = 1.9V)，低饱和电压意味着在导通状态下的功率损耗较小，有助于提高系统的效率。
• 高输入阻抗：高输入阻抗可以减少驱动电路的功率损耗，降低对驱动电路的要求，简化电路设计。
• 快速开关：关断能量 (E_{OFF}=7.5uJ/A)，快速的开关速度能够降低开关损耗，提高系统的工作频率，从而减小系统的体积和重量。
• 参数分布紧密：参数分布的紧密性确保了产品的一致性和可靠性，使得在实际应用中可以更加稳定地工作。

环保特性

该器件为无铅产品，符合 RoHS 标准，满足环保要求，符合现代电子设备对环保的趋势。

应用领域

FGH60N60SMD 适用于多种应用场景，包括太阳能逆变器、UPS、焊机、PFC、电信和 ESS 等。在这些应用中，它能够充分发挥其低损耗、高可靠性的优势，为系统提供稳定的功率输出。

关键参数

绝对最大额定值

参数	描述	额定值	单位
(V_{CES})	集电极 - 发射极电压	600	V
(V_{GES})	栅极 - 发射极电压	±20	V
瞬态栅极 - 发射极电压		±30	V
(I{C})（(T{C}=25^{circ}C)）	集电极电流	120	A
(I{C})（(T{C}=100^{circ}C)）	集电极电流	60	A
(I_{CM})	脉冲集电极电流	180	A
(I{F})（(T{C}=25^{circ}C)）	二极管正向电流	60	A
(I{F})（(T{C}=100^{circ}C)）	二极管正向电流	30	A
(I_{FM})	脉冲二极管最大正向电流	180	A
(P{D})（(T{C}=25^{circ}C)）	最大功耗	600	W
(P{D})（(T{C}=100^{circ}C)）	最大功耗	300	W
(T_{J})	工作结温	-55 至 +175	°C
(T_{STG})	存储温度范围	-55 至 +175	°C
(T_{L})	焊接用最大引线温度（距外壳 1/8”，5 秒）	300	°C

热特性

参数	描述	值
(R_{JC})（IGBT）	结 - 壳热阻	1.1
(R_{JA})	结 - 环境热阻	40

电气特性

IGBT 电气特性（(T_{C}=25^{circ}C)）

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(BVCES)	(V{GE}=0V)，(I{C}=250A)	600			V
(BVCES / T_{J})	(V{GE}=0V)，(I{C}=250A)	0.6			(V/^{circ}C)
(I_{CES})	(V{CE}=V{CES})，(V_{GE}=0V)			250	A
(I_{GES})	(V{GE}=V{GES})，(V_{CE}=0V)		±400		nA
(V_{GE(th)})			3.5		V
(V_{CE(sat)})			1.9		V
(C_{ies})	(V{CE}=30V)，(V{GE}=0V)，(f = 1MHz)		2915		pF
(C_{oes})			270		pF
(C_{res})			85		pF
(T_{d(on)})		18		27	ns
(T_{d(off)})			146		ns
(E_{on})		2.1			mJ
(E_{off})			2.88		mJ
(Q_{g})			189		nC

二极管电气特性（(T_{C}=25^{circ}C)）

参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
(V_{FM})	(I{F}=30A)，(T{C}=25^{circ}C)		2.1	2.7	V
(V_{FM})	(I{F}=30A)，(T{C}=175^{circ}C)		1.7		V
(E_{rec})	(I{F}=30A)，(di{F}/dt = 200A/s)，(T_{C}=175^{circ}C)			79	uJ
(T_{rr})	(T_{C}=25^{circ}C)		30	39	ns
(T_{rr})	(T_{C}=175^{circ}C)			72	ns
(Q_{rr})	(T_{C}=25^{circ}C)	44	62		nC
(Q_{rr})	(T_{C}=175^{circ}C)			238	nC

封装与订购信息

该产品采用 TO - 247 封装，包装方式为管装，每管数量为 30 个。具体的订购和运输信息可参考数据手册的第 2 页。

典型性能特性

数据手册中还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、转移特性、电容特性、开关特性等。这些图表能够帮助工程师更好地了解该 IGBT 在不同工作条件下的性能表现，从而进行更合理的电路设计。

机械尺寸

产品采用 TO - 247 - 3LD 短引脚封装，文档中详细给出了各尺寸的最小值、标称值和最大值，为 PCB 设计提供了精确的参考。

总结

onsemi 的 FGH60N60SMD IGBT 以其出色的性能特性和广泛的应用领域，为电子工程师在设计高功率、高效率的电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和工作条件，合理选择和使用该产品，以充分发挥其优势。同时，也要注意产品的绝对最大额定值，避免因超出限制而导致器件损坏。大家在使用这款 IGBT 时，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。