探索onsemi FGH4L75T65MQDC50 IGBT：高效能与可靠性的完美结合

在当今的电子设备设计领域，IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为关键的功率半导体器件，对于提升设备性能和效率起着至关重要的作用。今天，我们就来深入探讨一下onsemi推出的FGH4L75T65MQDC50 IGBT，看看它究竟有哪些独特之处，能为我们的设计带来怎样的优势。

文件下载：onsemi FGH4L75T65MQDC50场终止型第四代中速IGBT.pdf

产品概述

FGH4L75T65MQDC50采用了新颖的场截止第四代IGBT技术和1.5代SiC肖特基二极管技术，并封装在TO - 247 4 - 引脚封装中。这种组合使得该器件在各种应用中都能实现低导通损耗和开关损耗，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。

产品特性

易于并联操作

具有正温度系数，这一特性使得多个FGH4L75T65MQDC50 IGBT在并联使用时更加方便和稳定。正温度系数意味着随着温度的升高，器件的电阻会增大，从而自动平衡各个器件之间的电流，避免了因电流不均衡而导致的器件损坏。在实际设计中，你是否遇到过并联器件电流不均的问题呢？正温度系数的特性或许能为你解决这个难题。

高电流能力

该器件具备高电流承载能力，所有部件都经过了 $I_{LM}$ 测试（100%测试），确保了产品的一致性和可靠性。在需要处理大电流的应用中，FGH4L75T65MQDC50能够稳定工作，为系统提供可靠的功率支持。

平滑优化的开关性能

开关过程平滑且经过优化，有效降低了开关损耗。低饱和电压 $V{CE(Sat)} = 1.45 V$（典型值，$I{C} = 75 A$）进一步减少了导通损耗，提高了系统的整体效率。在追求高效节能的今天，这样的性能表现无疑是非常吸引人的。

无反向恢复和正向恢复

这一特性避免了反向恢复和正向恢复过程中产生的能量损耗和电压尖峰，提高了系统的稳定性和可靠性。在高频开关应用中，无反向恢复和正向恢复的优势更加明显。

紧密的参数分布

参数分布紧密，保证了产品的一致性和可互换性。在大规模生产中，这一特性可以减少调试时间和成本，提高生产效率。

符合RoHS标准

FGH4L75T65MQDC50符合RoHS标准，环保无污染，满足了现代电子产品对环保的要求。

产品应用

FGH4L75T65MQDC50的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：

1. 充电站（EVSE）：随着电动汽车的普及，充电站的需求也越来越大。该器件的高效性能和高可靠性能够满足充电站对功率转换的要求，提高充电效率和稳定性。
2. UPS和ESS：在不间断电源（UPS）和储能系统（ESS）中，FGH4L75T65MQDC50可以实现高效的功率转换和能量存储，保障系统的稳定运行。
3. 太阳能逆变器：太阳能逆变器是太阳能发电系统中的关键部件，该器件的低损耗特性可以提高太阳能逆变器的转换效率，将更多的太阳能转化为电能。
4. PFC和转换器：在功率因数校正（PFC）和转换器应用中，FGH4L75T65MQDC50能够有效提高功率因数，减少谐波干扰，提高电能质量。

产品参数

最大额定值

参数	符号	值	单位
集电极 - 发射极电压	$V_{CES}$	650	V
栅极 - 发射极电压	$V_{GES}$	+20	V
瞬态栅极 - 发射极电压（$t_p < 0.5 μs$，$D < 0.001$）		+30	V
集电极电流（$T_c = 25°C$）	$I_C$	110	A
集电极电流（$T_c = 100°C$）		75	A
功率耗散（$T_c = 25°C$）	$P_D$	385	W
功率耗散（$T_c = 100°C$）		192	W
脉冲集电极电流（$T_c = 25°C$）	$I_{LM}$	300	A
脉冲集电极电流（$T_c = 25°C$）	$I_{CM}$	300	A
二极管正向电流（$T_c = 25°C$）	$I_F$	60	A
二极管正向电流（$T_c = 100°C$）		50	A
脉冲二极管最大正向电流（$T_c = 25°C$）	$I_{FM}$	200	A
工作结温和存储温度范围	$TJ$，$T{STG}$	-55 至 +175	°C
焊接用最大引脚温度	$T_L$	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。在设计时，一定要确保器件的工作条件在额定值范围内。

热特性

特性	符号	值	单位
IGBT结 - 壳热阻	$R_{JC}$	0.39	°C/W
二极管结 - 壳热阻	$R_{JCD}$	0.74	°C/W
结 - 环境热阻	$R_{JA}$	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降低结温，提高器件的寿命和稳定性。在实际应用中，你是否考虑过如何优化散热设计来充分发挥器件的性能呢？

电气特性

电气特性包括关断特性、导通特性、动态特性和开关特性等方面。以下是一些关键的电气特性参数：	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）	$V_{GE} = 0 V$，$I_C = 1 mA$	$B_{VCES}$	650			V
击穿电压温度系数	$V_{GE} = 0 V$，$I_C = 1 mA$		0.5			V/°C
集电极 - 发射极截止电流（栅极 - 发射极短路）	$V{GE} = 0 V$，$V{CE} = 650 V$	$I_{CES}$			250	μA
栅极泄漏电流（集电极 - 发射极短路）	$V{GE} = 20 V$，$V{CE} = 0 V$	$I_{GES}$	±400			nA
栅极 - 发射极阈值电压	$V{GE} = V{CE}$，$I_C = 75 mA$	$V_{GE(th)}$	3.0	4.5	6.0	V
集电极 - 发射极饱和电压	$V_{GE} = 15 V$，$I_C = 75 A$，$T_J = 25°C$	$V_{CE(sat)}$	1.45		1.8	V
集电极 - 发射极饱和电压	$V_{GE} = 15 V$，$I_C = 75 A$，$T_J = 175°C$		1.65			V
输入电容	$V{CE} = 30 V$，$V{GE} = 0 V$，$f = 1 MHz$	$C_{ies}$		4770		pF
输出电容		$C_{oes}$		619		pF
反向传输电容		$C_{res}$		13		pF
总栅极电荷	$V_{CC} = 400 V$，$IC = 75 A$，$V{GE} = 15 V$	$Q_g$		146		nC
栅极 - 发射极电荷		$Q_{ge}$		26		nC
栅极 - 集电极电荷		$Q_{gc}$		34		nC
开通延迟时间	$TJ = 25°C$，$V{CC} = 400 V$，$I_C = 37.5 A$，$RG = 10 Ω$，$V{GE} = 15 V$，感性负载	$t_{d(on)}$		24		ns
上升时间		$t_r$		16		ns
关断延迟时间		$t_{d(off)}$		192		ns
下降时间		$t_f$		16		ns
开通开关损耗		$E_{on}$		0.31		mJ
关断开关损耗		$E_{off}$		0.49		mJ
总开关损耗		$E_{ts}$		0.81		mJ

这些电气特性参数是我们在设计电路时需要重点关注的内容。不同的应用场景可能对这些参数有不同的要求，我们需要根据实际情况进行合理选择和优化。

典型特性曲线

文档中还提供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、开关特性与栅极电阻和集电极电流的关系、开关损耗与栅极电阻和集电极电流的关系、正向二极管特性、输出电容与反向电压的关系以及输出电容存储能量等。这些曲线可以帮助我们更直观地了解器件的性能和特性，为电路设计提供重要的参考依据。

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机械尺寸图和尺寸参数。在进行PCB设计时，我们需要根据这些尺寸信息合理布局器件，确保其安装和散热的合理性。

总结

onsemi的FGH4L75T65MQDC50 IGBT凭借其先进的技术、优异的性能和广泛的应用范围，为电子工程师提供了一个可靠的功率半导体解决方案。在实际设计中，我们需要充分了解器件的特性和参数，结合具体的应用场景进行合理选择和优化，以充分发挥其优势，实现高效、稳定的电路设计。你在使用IGBT的过程中，是否遇到过一些挑战呢？不妨在评论区分享一下你的经验和想法。

希望通过本文的介绍，你对FGH4L75T65MQDC50 IGBT有了更深入的了解。如果你对该器件还有其他疑问或者想要了解更多相关信息，可以参考文档中的技术资料或者联系当地的销售代表。

参考文献：onsemi FGH4L75T65MQDC50数据手册