onsemi NGTB50N65FL2WG IGBT：高性能开关应用的理想之选

在电子工程师的日常设计工作中，选择合适的功率器件对于产品的性能和可靠性至关重要。今天，我们就来深入了解一下 onsemi 的 NGTB50N65FL2WG 绝缘栅双极晶体管（IGBT），看看它有哪些独特的特性和优势。

文件下载：NGTB50N65FL2W-D.PDF

产品概述

NGTB50N65FL2WG 采用了坚固且经济高效的场截止 II 型沟槽结构，这种先进的技术使得该 IGBT 在要求苛刻的开关应用中表现卓越。它不仅具有低导通状态电压，还能将开关损耗降至最低，非常适合用于不间断电源（UPS）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。

产品特性

高效沟槽与场截止技术

这种技术的应用使得 IGBT 能够在高温环境下稳定工作，其最大结温 $T_{J max}$ 可达 175°C，这意味着它可以承受更高的功率密度，为设计人员提供了更大的设计空间。

软快速反向恢复二极管

软快速反向恢复二极管的集成，使得 IGBT 在开关过程中能够更快地恢复，减少了反向恢复时间和损耗，提高了开关效率。

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，满足现代电子设备对高速性能的需求。

5μs 短路承受能力

具备 5μs 的短路承受能力，这为电路提供了额外的保护，当电路出现短路故障时，IGBT 能够在一定时间内承受短路电流，避免器件损坏，提高了系统的可靠性。

无铅器件

符合环保要求，是绿色电子设计的理想选择。

绝对最大额定值

在使用该 IGBT 时，我们需要关注其绝对最大额定值，以确保器件的安全和可靠运行。以下是一些重要的额定值：

• 集电极 - 发射极电压：650V
• 集电极电流（$T_{C}=25^{circ}C$）：100A
• 二极管脉冲电流：200A
• 脉冲集电极电流：具体值需参考数据手册
• 短路承受时间（$T_{J}leq +150^{circ}C$）：具体值需参考数据手册
• 瞬态栅 - 发射极电压（$T_{PULSE}=5μs$，$D < 0.10$）：+30V
• 功耗（$T_{C}=25^{circ}C$）：208W
• 结温范围：具体值需参考数据手册
• 存储温度范围：具体值需参考数据手册
• 焊接引线温度：具体值需参考数据手册

热特性

热特性对于功率器件的性能和可靠性至关重要。NGTB50N65FL2WG 的热特性如下：

• 结到外壳的热阻（二极管）：$R_{BC}=0.36^{circ}C/W$
• 结到环境的热阻：$R_{JA}=40^{circ}C/W$

电气特性

静态特性

• 集电极 - 发射极击穿电压（栅 - 发射极短路）：$V_{(BR)CES}=650V$
• 集电极 - 发射极饱和电压：在不同条件下有不同的值，例如在 $V{GE}=15V$，$I{C}=50A$ 时，典型值为 1.80V。
• 栅 - 发射极阈值电压：典型值在 4.5 - 6.5V 之间。
• 集电极 - 发射极截止电流：在 $V{GE}=0V$，$V{CE}=650V$，$T_{J}=150^{circ}C$ 时，最大值为 0.5mA。
• 栅极泄漏电流（集电极 - 发射极短路）：在 $V{GE}=20V$，$V{CE}=0V$ 时，最大值为 200nA。

动态特性

• 输入电容：在 $V{CE}=20V$，$V{GE}=0V$，$f = 1MHz$ 时，典型值为 5328pF。
• 输出电容：典型值为 252pF。
• 反向传输电容：典型值为 148pF。
• 栅极总电荷：在 $V{CE}=480V$，$I{C}=50A$，$V_{GE}=15V$ 时，典型值为 220nC。
• 栅 - 发射极电荷：典型值为 52nC。
• 栅 - 集电极电荷：典型值为 116nC。

开关特性（电感负载）

• 开通延迟时间：在不同条件下有不同的值，例如在 $V{CC}=400V$，$I{C}=50A$，$R{g}=10Ω$，$V{GE}=0V/15V$ 时，典型值为 90ns。
• 上升时间：典型值为 47ns。
• 关断延迟时间：典型值为 245ns。
• 开通开关损耗：典型值为 1.90mJ。
• 关断开关损耗：典型值为 0.46mJ。
• 总开关损耗：典型值为 2.73mJ。

二极管特性

• 正向电压：在 $V{GE}=0V$，$I{F}=50A$ 时，典型值在 2.10 - 2.20V 之间。
• 反向恢复时间：在 $T{J}=25^{circ}C$，$di{F}/dt = 200A/μs$ 时，典型值为 94ns。
• 反向恢复电荷：在不同条件下有不同的值，例如在 $T{J}=175^{circ}C$，$di{F}/dt = 200A/μs$ 时，典型值为 1.40μC。
• 反向恢复电流：典型值为 13A。

典型应用

• 太阳能逆变器：在太阳能发电系统中，IGBT 用于将直流电转换为交流电，NGTB50N65FL2WG 的低损耗和高可靠性能够提高太阳能逆变器的效率和稳定性。
• 不间断电源（UPS）：UPS 需要在市电中断时迅速提供电力，IGBT 的快速开关特性和短路保护能力能够确保 UPS 在关键时刻可靠工作。
• 焊接设备：在焊接过程中，需要精确控制电流和电压，NGTB50N65FL2WG 的高性能能够满足焊接设备对功率器件的要求。

总结

onsemi 的 NGTB50N65FL2WG IGBT 凭借其先进的技术、卓越的性能和广泛的应用领域，成为电子工程师在开关应用设计中的理想选择。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择器件，并注意其绝对最大额定值和热特性等参数，以确保系统的可靠性和稳定性。你在使用 IGBT 时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。