探索onsemi FGH4L75T65MQDC50 IGBT：高效能與可靠性的完美結(jié)合

在當(dāng)今的電子設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）作為關(guān)鍵的功率半導(dǎo)體器件，對于提升設(shè)備性能和效率起著至關(guān)重要的作用。今天，我們就來深入探討一下onsemi推出的FGH4L75T65MQDC50 IGBT，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處，能為我們的設(shè)計(jì)帶來怎樣的優(yōu)勢。

文件下載：onsemi FGH4L75T65MQDC50場終止型第四代中速IGBT.pdf

產(chǎn)品概述

FGH4L75T65MQDC50采用了新穎的場截止第四代IGBT技術(shù)和1.5代SiC肖特基二極管技術(shù)，并封裝在TO - 247 4 - 引腳封裝中。這種組合使得該器件在各種應(yīng)用中都能實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，從而達(dá)到高效運(yùn)行的目的，尤其適用于圖騰柱無橋PFC和逆變器等應(yīng)用場景。

產(chǎn)品特性

易于并聯(lián)操作

具有正溫度系數(shù)，這一特性使得多個(gè)FGH4L75T65MQDC50 IGBT在并聯(lián)使用時(shí)更加方便和穩(wěn)定。正溫度系數(shù)意味著隨著溫度的升高，器件的電阻會增大，從而自動(dòng)平衡各個(gè)器件之間的電流，避免了因電流不均衡而導(dǎo)致的器件損壞。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，你是否遇到過并聯(lián)器件電流不均的問題呢？正溫度系數(shù)的特性或許能為你解決這個(gè)難題。

高電流能力

該器件具備高電流承載能力，所有部件都經(jīng)過了 $I_{LM}$ 測試（100%測試），確保了產(chǎn)品的一致性和可靠性。在需要處理大電流的應(yīng)用中，F(xiàn)GH4L75T65MQDC50能夠穩(wěn)定工作，為系統(tǒng)提供可靠的功率支持。

平滑優(yōu)化的開關(guān)性能

開關(guān)過程平滑且經(jīng)過優(yōu)化，有效降低了開關(guān)損耗。低飽和電壓 $V{CE(Sat)} = 1.45 V$（典型值，$I{C} = 75 A$）進(jìn)一步減少了導(dǎo)通損耗，提高了系統(tǒng)的整體效率。在追求高效節(jié)能的今天，這樣的性能表現(xiàn)無疑是非常吸引人的。

無反向恢復(fù)和正向恢復(fù)

這一特性避免了反向恢復(fù)和正向恢復(fù)過程中產(chǎn)生的能量損耗和電壓尖峰，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在高頻開關(guān)應(yīng)用中，無反向恢復(fù)和正向恢復(fù)的優(yōu)勢更加明顯。

緊密的參數(shù)分布

參數(shù)分布緊密，保證了產(chǎn)品的一致性和可互換性。在大規(guī)模生產(chǎn)中，這一特性可以減少調(diào)試時(shí)間和成本，提高生產(chǎn)效率。

符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)

FGH4L75T65MQDC50符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保無污染，滿足了現(xiàn)代電子產(chǎn)品對環(huán)保的要求。

產(chǎn)品應(yīng)用

FGH4L75T65MQDC50的應(yīng)用范圍廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

充電站（EVSE）：隨著電動(dòng)汽車的普及，充電站的需求也越來越大。該器件的高效性能和高可靠性能夠滿足充電站對功率轉(zhuǎn)換的要求，提高充電效率和穩(wěn)定性。
UPS和ESS：在不間斷電源（UPS）和儲能系統(tǒng)（ESS）中，F(xiàn)GH4L75T65MQDC50可以實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換和能量存儲，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
太陽能逆變器：太陽能逆變器是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，該器件的低損耗特性可以提高太陽能逆變器的轉(zhuǎn)換效率，將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
PFC和轉(zhuǎn)換器：在功率因數(shù)校正（PFC）和轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，F(xiàn)GH4L75T65MQDC50能夠有效提高功率因數(shù)，減少諧波干擾，提高電能質(zhì)量。

產(chǎn)品參數(shù)

最大額定值

參數(shù)	符號	值	單位
集電極 - 發(fā)射極電壓	$V_{CES}$	650	V
柵極 - 發(fā)射極電壓	$V_{GES}$	+20	V
瞬態(tài)柵極 - 發(fā)射極電壓（$t_p < 0.5 μs$，$D < 0.001$）		+30	V
集電極電流（$T_c = 25°C$）	$I_C$	110	A
集電極電流（$T_c = 100°C$）		75	A
功率耗散（$T_c = 25°C$）	$P_D$	385	W
功率耗散（$T_c = 100°C$）		192	W
脈沖集電極電流（$T_c = 25°C$）	$I_{LM}$	300	A
脈沖集電極電流（$T_c = 25°C$）	$I_{CM}$	300	A
二極管正向電流（$T_c = 25°C$）	$I_F$	60	A
二極管正向電流（$T_c = 100°C$）		50	A
脈沖二極管最大正向電流（$T_c = 25°C$）	$I_{FM}$	200	A
工作結(jié)溫和存儲溫度范圍	$TJ$，$T{STG}$	-55 至 +175	°C
焊接用最大引腳溫度	$T_L$	260	°C

需要注意的是，超過最大額定值可能會損壞器件，影響其功能和可靠性。在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要確保器件的工作條件在額定值范圍內(nèi)。

熱特性

特性	符號	值	單位
IGBT結(jié) - 殼熱阻	$R_{JC}$	0.39	°C/W
二極管結(jié) - 殼熱阻	$R_{JCD}$	0.74	°C/W
結(jié) - 環(huán)境熱阻	$R_{JA}$	40	°C/W

熱特性對于IGBT的性能和可靠性至關(guān)重要。合理的散熱設(shè)計(jì)可以降低結(jié)溫，提高器件的壽命和穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，你是否考慮過如何優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)來充分發(fā)揮器件的性能呢？

電氣特性

電氣特性包括關(guān)斷特性、導(dǎo)通特性、動(dòng)態(tài)特性和開關(guān)特性等方面。以下是一些關(guān)鍵的電氣特性參數(shù)：	參數(shù)	測試條件	符號	最小值	典型值	最大值
集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓（柵極 - 發(fā)射極短路）	$V_{GE} = 0 V$，$I_C = 1 mA$	$B_{VCES}$	650			V
擊穿電壓溫度系數(shù)	$V_{GE} = 0 V$，$I_C = 1 mA$		0.5			V/°C
集電極 - 發(fā)射極截止電流（柵極 - 發(fā)射極短路）	$V{GE} = 0 V$，$V{CE} = 650 V$	$I_{CES}$			250	μA
柵極泄漏電流（集電極 - 發(fā)射極短路）	$V{GE} = 20 V$，$V{CE} = 0 V$	$I_{GES}$	±400			nA
柵極 - 發(fā)射極閾值電壓	$V{GE} = V{CE}$，$I_C = 75 mA$	$V_{GE(th)}$	3.0	4.5	6.0	V
集電極 - 發(fā)射極飽和電壓	$V_{GE} = 15 V$，$I_C = 75 A$，$T_J = 25°C$	$V_{CE(sat)}$	1.45		1.8	V
集電極 - 發(fā)射極飽和電壓	$V_{GE} = 15 V$，$I_C = 75 A$，$T_J = 175°C$		1.65			V
輸入電容	$V{CE} = 30 V$，$V{GE} = 0 V$，$f = 1 MHz$	$C_{ies}$		4770		pF
輸出電容		$C_{oes}$		619		pF
反向傳輸電容		$C_{res}$		13		pF
總柵極電荷	$V_{CC} = 400 V$，$IC = 75 A$，$V{GE} = 15 V$	$Q_g$		146		nC
柵極 - 發(fā)射極電荷		$Q_{ge}$		26		nC
柵極 - 集電極電荷		$Q_{gc}$		34		nC
開通延遲時(shí)間	$TJ = 25°C$，$V{CC} = 400 V$，$I_C = 37.5 A$，$RG = 10 Ω$，$V{GE} = 15 V$，感性負(fù)載	$t_{d(on)}$		24		ns
上升時(shí)間		$t_r$		16		ns
關(guān)斷延遲時(shí)間		$t_{d(off)}$		192		ns
下降時(shí)間		$t_f$		16		ns
開通開關(guān)損耗		$E_{on}$		0.31		mJ
關(guān)斷開關(guān)損耗		$E_{off}$		0.49		mJ
總開關(guān)損耗		$E_{ts}$		0.81		mJ

這些電氣特性參數(shù)是我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。不同的應(yīng)用場景可能對這些參數(shù)有不同的要求，我們需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇和優(yōu)化。

典型特性曲線

文檔中還提供了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、傳輸特性、飽和電壓與結(jié)溫的關(guān)系、電容變化、柵極電荷特性、安全工作區(qū)特性、開關(guān)特性與柵極電阻和集電極電流的關(guān)系、開關(guān)損耗與柵極電阻和集電極電流的關(guān)系、正向二極管特性、輸出電容與反向電壓的關(guān)系以及輸出電容存儲能量等。這些曲線可以幫助我們更直觀地了解器件的性能和特性，為電路設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。

機(jī)械尺寸

該器件采用ON Semiconductor的TO - 247 - 4LD CASE 340CJ封裝，文檔中給出了詳細(xì)的機(jī)械尺寸圖和尺寸參數(shù)。在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要根據(jù)這些尺寸信息合理布局器件，確保其安裝和散熱的合理性。

總結(jié)

onsemi的FGH4L75T65MQDC50 IGBT憑借其先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用范圍，為電子工程師提供了一個(gè)可靠的功率半導(dǎo)體解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要充分了解器件的特性和參數(shù)，結(jié)合具體的應(yīng)用場景進(jìn)行合理選擇和優(yōu)化，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)。你在使用IGBT的過程中，是否遇到過一些挑戰(zhàn)呢？不妨在評論區(qū)分享一下你的經(jīng)驗(yàn)和想法。

希望通過本文的介紹，你對FGH4L75T65MQDC50 IGBT有了更深入的了解。如果你對該器件還有其他疑問或者想要了解更多相關(guān)信息，可以參考文檔中的技術(shù)資料或者聯(lián)系當(dāng)?shù)氐匿N售代表。

參考文獻(xiàn)：onsemi FGH4L75T65MQDC50數(shù)據(jù)手冊

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