STMicroelectronics GWA40MS120DF4AG汽車(chē)級(jí)MS系列IGBT采用先進(jìn)、專(zhuān)有的溝槽式柵極場(chǎng)終止型結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該IGBT屬于MS系列，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于逆變器系統(tǒng)。該器件在高總線電壓下具有出色的短路能力，因此非常適用于此類(lèi)應(yīng)用。此外，VCE(sat) 溫度系數(shù)微正，參數(shù)分布非常緊密，有助于實(shí)現(xiàn)更安全的并聯(lián)操作。GWA40MS120DF4AG汽車(chē)級(jí)IGBT具有1200V集電極-發(fā)射極電壓（ VGE =0V）、40A集電極連續(xù)電流（TC=100°C）以及120A脈沖正向電流。~~該IGBT采用TO-247長(zhǎng)引線封裝，工作溫度范圍為-55°C至175°C。典型應(yīng)用包括輔助負(fù)載、熱管理和PTC加熱器。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics GWA40MS120DF4AG汽車(chē)級(jí)MS系列IGBT數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 先進(jìn)、專(zhuān)有的溝槽式柵極場(chǎng)終止型結(jié)構(gòu)
• 參數(shù)分布緊密
• 正VCE(sat) 溫度系數(shù)
• 低熱阻

測(cè)試電路

封裝信息

STMicroelectronics GWA40MS120DF4AG IGBT技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、器件核心特性綜述

GWA40MS120DF4AG是STMicroelectronics推出的汽車(chē)級(jí)溝槽柵場(chǎng)截止型IGBT，采用TO-247長(zhǎng)引腳封裝，具有以下突出特性：

• ?電壓電流規(guī)格?：1200V/40A連續(xù)工作能力（TC=100℃時(shí)），脈沖電流達(dá)120A
• ?低損耗設(shè)計(jì)?：典型VCE(sat)僅1.95V@40A，開(kāi)關(guān)損耗Eon+Eoff=4.8mJ@600V/40A
• ?汽車(chē)級(jí)認(rèn)證?：通過(guò)AEC-Q101認(rèn)證，結(jié)溫范圍-55至175℃
• ?熱特性?xún)?yōu)異?：結(jié)殼熱阻RθJC(IGBT)=0.28℃/W，支持高頻開(kāi)關(guān)應(yīng)用

二、關(guān)鍵參數(shù)工程解讀

2.1 靜態(tài)特性

2.2 動(dòng)態(tài)性能

• ?開(kāi)關(guān)速度?：RG=10Ω時(shí)，tr=15ns，tf=135ns（25℃工況）
• ?短路耐受?：VCC=800V時(shí)可持續(xù)8μs（TJ起始=175℃）
• ?二極管特性?：trr=465ns@40A/600V，Qrr=2.8μC（見(jiàn)圖30波形）

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 熱設(shè)計(jì)建議

1. ?損耗計(jì)算?：
   • 導(dǎo)通損耗：Pcond = VCE(sat) × IC × 占空比
   • 開(kāi)關(guān)損耗：Psw = (Eon + Eoff) × 開(kāi)關(guān)頻率
   • 總損耗需結(jié)合圖1功率降額曲線校驗(yàn)
2. ?散熱方案?：
   • 參考熱阻RθJA=50℃/W
   • 當(dāng)PTOT=100W時(shí)，要求散熱器熱阻＜0.5℃/W（TC=75℃工況）

3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

• ?柵極電阻選擇?：
  • 權(quán)衡開(kāi)關(guān)損耗（圖16）與di/dt應(yīng)力
  • 推薦RG=10Ω（Esw=8mJ@175℃）
• ?柵極電荷管理?：
  • 總Qg=147nC（圖14）
  • 驅(qū)動(dòng)電流≥Qg/td(on)=4.2A（確?？焖匍_(kāi)通）

四、汽車(chē)電子應(yīng)用實(shí)例

4.1 PTC加熱器驅(qū)動(dòng)

• ?拓?fù)溥x擇?：H橋架構(gòu)，需并聯(lián)續(xù)流二極管
• ?保護(hù)設(shè)計(jì)?：
  • DESAT檢測(cè)閾值建議設(shè)于7-9V
  • 結(jié)合短路耐受時(shí)間配置硬件保護(hù)延時(shí)

4.2 輔助電源逆變

• ?并聯(lián)注意事項(xiàng)?：
  • 利用正VCE(sat)溫度系數(shù)（+0.015%/℃）
  • 建議柵極阻抗偏差＜5%
  • 布局保證均流電感＜10nH

五、可靠性驗(yàn)證建議

1. ?加速老化測(cè)試?：
   • 功率循環(huán)：ΔTJ=125K，驗(yàn)證綁定線可靠性
   • HTGB測(cè)試：VGE=20V@150℃
2. ?失效模式分析?：
   • 關(guān)注高溫下柵氧完整性
   • 監(jiān)測(cè)VCE(sat)漂移作為退化指標(biāo)