onsemi FGHL75T65MQD 650V、75A 场截止沟槽 IGBT 深度剖析

在如今的电力电子领域，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为核心功率半导体器件，广泛应用于各类电源转换和控制电路中。今天，我将为大家详细介绍 onsemi 的一款高性能 IGBT 产品——FGHL75T65MQD。

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产品亮点

先进技术融合

FGHL75T65MQD 采用了场截止第四代中速 IGBT 技术和全电流额定共封装二极管技术。这两种先进技术的结合，为产品带来了卓越的性能表现。

关键特性突出

• 高结温承受能力：最大结温 (T_{J}=175^{circ}C)，这意味着它能够在高温环境下稳定工作，大大拓宽了其应用场景。
• 正温度系数：具备正温度系数，使得多个器件并联工作时更加容易，有效提高了系统的可靠性和稳定性。
• 大电流处理能力：能够承受高达 75A 的持续电流，并且在脉冲状态下，可承受 300A 的电流，满足高功率应用的需求。
• 低饱和电压：典型饱和电压 (V{CE(sat)} = 1.45V)（在 (I{C}=75A) 时），这有助于降低功率损耗，提高能源转换效率。
• 严格测试：100%的产品都经过 ILM 测试，确保了产品质量和一致性。
• 优化的开关性能：开关过程平滑且参数分布紧密，减少了开关损耗和电磁干扰。
• 环保合规：符合 RoHS 标准，满足环保要求。

应用场景广泛

该产品适用于多种典型应用，如太阳能逆变器、UPS（不间断电源）、ESS（储能系统）、PFC（功率因数校正）和各类转换器等。在这些应用中，FGHL75T65MQD 的高性能能够充分发挥，为系统提供稳定可靠的功率支持。

详细参数解读

最大额定值

参数	符号	值	单位	说明
集电极 - 发射极电压	(V_{CES})	650	V	器件能够承受的最大集电极 - 发射极电压
栅极 - 发射极电压	(V_{GES})	±20	V	正常工作时的栅极 - 发射极电压范围
瞬态栅极 - 发射极电压	(V_{GES})	±30	V	短时间内允许的瞬态栅极 - 发射极电压
集电极电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{C})	80	A	在 (25^{circ}C) 壳温下的集电极持续电流
集电极电流（(T_{C}=100^{circ}C)）	(I_{C})	75	A	在 (100^{circ}C) 壳温下的集电极持续电流
脉冲集电极电流	(I{LM})、(I{CM})	300	A	脉冲状态下的集电极电流
二极管正向电流（(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{F})	80	A	在 (25^{circ}C) 壳温下二极管的正向持续电流
二极管正向电流（(T_{C}=65^{circ}C)）	(I_{F})	75	A	在 (65^{circ}C) 壳温下二极管的正向持续电流
脉冲二极管最大正向电流	(I_{FM(2)})	300	A	脉冲状态下二极管的最大正向电流
非重复正向浪涌电流（(t{p}=8.3ms)，(T{C}=25^{circ}C)）	(I_{F,SM})	255	A	在特定条件下的非重复正向浪涌电流
非重复正向浪涌电流（(t{p}=8.3ms)，(T{C}=150^{circ}C)）	(I_{F,SM})	225	A	在特定条件下的非重复正向浪涌电流
最大功耗（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	375	W	在 (25^{circ}C) 壳温下的最大功耗
最大功耗（(T_{C}=100^{circ}C)）	(P_{D})	188	W	在 (100^{circ}C) 壳温下的最大功耗
工作结温和存储温度范围	(T{J})，(T{stg})	-55 至 +175	(^{circ}C)	器件正常工作和存储的温度范围
焊接用最大引脚温度（距外壳 1/8″ 处，5s）	(T_{L})	260	(^{circ}C)	焊接时引脚允许的最大温度

热特性

参数	符号	值	单位	说明
IGBT 结 - 壳热阻	(R_{θJC})	0.40	(^{circ}C/W)	IGBT 结到外壳的热阻
二极管结 - 壳热阻	(R_{θJC})	0.6	(^{circ}C/W)	二极管结到外壳的热阻
结 - 环境热阻	(R_{θJA})	40	(^{circ}C/W)	结到环境的热阻

电气特性

静态特性

• 击穿电压：在 (V{GE}=0V)，(I{C}=1mA) 时，(BVCES) 为正常工作时集电极 - 发射极的击穿电压。
• 栅极泄漏电流：当集电极 - 发射极短路时，(IGES) 最大为 ±400nA。
• 栅极 - 发射极阈值电压：(V{GE(th)}) 在 (3.0V) 至 (6.0V) 之间（典型值 (4.5V)），此时 (V{GE}=V_{CE})，(IC = 75mA)。
• 集电极 - 发射极饱和电压：在 (V{GE}=15V)，(I{C}=75A) 时，典型值为 (1.45V)；在 (TJ = 175^{circ}C) 时，最大为 (1.8V)。

动态特性

• 输入电容：在 (V{CE}=30V)，(V{GE}=0V)，(f = 1MHz) 时，(C_{ies}) 典型值为 (4913pF)。
• 输出电容：(C_{oes}) 典型值为 (131pF)。
• 反向传输电容：(C_{res}) 典型值为 (15pF)。
• 栅极总电荷：在 (V{CE}=400V)，(I{C}=75A)，(V{GE}=15V) 时，(Q{g}) 典型值为 (145nC)。
• 栅极 - 发射极电荷：(Q_{ge}) 典型值为 (25nC)。
• 栅极 - 集电极电荷：(Q_{gc}) 典型值为 (33nC)。

开关特性（感性负载）

不同温度和电流条件下，开关特性有所不同。例如，在 (T{C}=175^{circ}C)，(V{CC}=400V)，(I{C}=37.5A)，(R{G}=10Omega)，(V_{GE}=15V) 的感性负载下，开通延迟时间 (td(on)) 为 27ns，上升时间 (tr) 为 31ns 等。

二极管特性

• 正向电压：在 (IF = 75A)，(TC = 25^{circ}C) 时，(V_{FM}) 为 (2.6V)；在 (TC = 175^{circ}C) 时，为 (1.9V)。
• 反向恢复能量：在 (IF = 75A)，(dlF/dt = 200A/s)，(TC = 175^{circ}C) 时，(E_{rec}) 为 (49J)。
• 反向恢复时间：不同温度下，反向恢复时间有所不同。
• 反向恢复电荷：在不同温度下，反向恢复电荷也不同。

典型特性曲线

文档中给出了一系列典型特性曲线，包括输出特性（25°C 和 175°C）、饱和电压特性、电容特性、栅极电荷特性、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、二极管正向特性、反向恢复电流、反向恢复时间、存储电荷以及 IGBT 和二极管的瞬态热阻抗等。这些曲线有助于我们更直观地了解器件在不同工作条件下的性能表现。

机械封装与订购信息

机械封装

该产品采用 TO - 247 - 3LD 封装，文档详细给出了其尺寸信息，包括各部分的最小、标称和最大尺寸，同时对测量和标注等方面进行了说明。

订购信息

型号为 FGHL75T65MQD，每导轨包装 30 个单位。

总结与思考

onsemi 的 FGHL75T65MQD IGBT 凭借其先进的技术、出色的性能和广泛的应用场景，在电力电子领域具有很大的竞争力。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择和使用该器件，同时要充分考虑其热特性和开关特性等因素，以确保系统的可靠性和稳定性。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。