深入解析onsemi FGY75T120SWD IGBT：高效性能與廣泛應(yīng)用的完美結(jié)合

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，選擇合適的功率器件對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、可靠的電路至關(guān)重要。今天，我們將深入探討 onsemi 推出的 FGY75T120SWD IGBT（絕緣柵雙極晶體管），這款器件憑借其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，在功率電子領(lǐng)域備受關(guān)注。

文件下載：onsemi FGY75T120SWD IGBT.pdf

器件概述

FGY75T120SWD 采用了新穎的場(chǎng)截止第 7 代 IGBT 技術(shù)和 Gen7 二極管，并封裝在 TO247 - 3 引腳封裝中。這種設(shè)計(jì)使得該器件在各種應(yīng)用中都能提供最佳性能，尤其適用于太陽能、UPS（不間斷電源）和 ESS（儲(chǔ)能系統(tǒng)）等需要高效運(yùn)行的場(chǎng)景，能夠有效降低開關(guān)和傳導(dǎo)損耗。

典型應(yīng)用

輸出特性

關(guān)鍵特性

高溫度耐受性

其最大結(jié)溫 $T_{J}$ 可達(dá) $175^{\circ}C$，這意味著它能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，大大提高了器件的可靠性和使用壽命。在實(shí)際應(yīng)用中，高溫環(huán)境往往是影響器件性能和穩(wěn)定性的重要因素，而 FGY75T120SWD 的高溫度耐受性為工程師們提供了更廣闊的設(shè)計(jì)空間。

易于并聯(lián)操作

具有正溫度系數(shù)，這一特性使得多個(gè)器件可以輕松并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更高的電流能力。在需要大電流輸出的應(yīng)用中，并聯(lián)操作是一種常見的解決方案，但并非所有器件都能滿足并聯(lián)的要求。正溫度系數(shù)確保了在并聯(lián)時(shí)各個(gè)器件的電流分配更加均勻，避免了因電流不均衡而導(dǎo)致的器件損壞。

低開關(guān)損耗

低開關(guān)損耗是 FGY75T120SWD 的一大亮點(diǎn)。在高頻開關(guān)應(yīng)用中，開關(guān)損耗會(huì)顯著影響系統(tǒng)的效率和發(fā)熱情況。低開關(guān)損耗意味著更少的能量浪費(fèi)和更低的發(fā)熱，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性。此外，該器件還符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

最大額定值

需要注意的是，超過最大額定值表中列出的應(yīng)力可能會(huì)損壞器件，影響其功能和可靠性。

熱特性

這些熱阻參數(shù)反映了器件散熱的能力，工程師在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)需要根據(jù)這些參數(shù)來選擇合適的散熱方式和散熱器件，以確保器件在工作過程中能夠保持在安全的溫度范圍內(nèi)。

電氣特性

IGBT 電氣特性

關(guān)斷特性

• 集電極 - 發(fā)射極截止電流（$I{CES}$）：在 $V{GE} = 0V$，$V{CE} = V{CES} - 40V$ 時(shí)，有一定的截止電流值。
• 柵極 - 發(fā)射極泄漏電流（$I{GES}$）：在 $V{GE} = 20V$，$V_{CE} = 0V$ 時(shí)，泄漏電流最大為 ±400nA。
• 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓（$B{VCES}$）：在 $V{GE} = 0V$，$I_{C} = 5mA$ 時(shí)，擊穿電壓為 1200V，且具有一定的溫度系數(shù)。

導(dǎo)通特性

• 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓（$V{GE(TH)}$）：在 $V{GE} = V{CE}$，$I{C} = 75mA$ 時(shí)，典型值為 6.55V。
• 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓（$V{CE(SAT)}$）：在不同的 $V{GE}$、$I{C}$ 和 $T{J}$ 條件下有不同的值，例如在 $V{GE} = 15V$，$I{C} = 75A$，$T_{J} = 25^{\circ}C$ 時(shí)，典型值為 1.68V。

動(dòng)態(tài)特性

包括輸入電容（$C{IES}$）、輸出電容（$C{OES}$）、反向傳輸電容（$C{RES}$）、總柵極電荷（$Q{G}$）等參數(shù)，這些參數(shù)反映了器件在動(dòng)態(tài)開關(guān)過程中的特性，對(duì)于優(yōu)化開關(guān)速度和降低開關(guān)損耗具有重要意義。

開關(guān)特性

在不同的測(cè)試條件下，如不同的 $V{CE}$、$I{C}$、$R{G}$ 和 $T{J}$ 等，該器件具有不同的開關(guān)延遲時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間和開關(guān)損耗。例如，在 $V{CE} = 600V$，$V{GE} = 15V$，$I{C} = 75A$，$R{G} = 4.7\Omega$，$T_{J} = 25^{\circ}C$ 時(shí)，導(dǎo)通延遲時(shí)間為 42ns，關(guān)斷延遲時(shí)間為 171ns，總開關(guān)損耗為 7.32mJ。

二極管特性

二極管的正向電壓（$V{F}$）在不同的 $I{F}$ 和 $T{J}$ 條件下有不同的值，例如在 $I{F} = 75A$，$T_{J} = 25^{\circ}C$ 時(shí)，典型值為 1.84V。此外，還給出了二極管在不同測(cè)試條件下的反向恢復(fù)時(shí)間、反向恢復(fù)電荷、反向恢復(fù)能量和峰值反向恢復(fù)電流等參數(shù)。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、轉(zhuǎn)移特性、飽和電壓特性、電容特性、柵極電荷特性、開關(guān)時(shí)間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、二極管正向特性、反向恢復(fù)特性和存儲(chǔ)電荷特性等。這些曲線直觀地展示了器件在不同工作條件下的性能變化，工程師可以根據(jù)這些曲線來優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，選擇合適的工作點(diǎn)和參數(shù)。

應(yīng)用場(chǎng)景

FGY75T120SWD 適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如太陽能系統(tǒng)中的升壓和逆變器、UPS 和儲(chǔ)能系統(tǒng)等。在太陽能系統(tǒng)中，高效的開關(guān)和低傳導(dǎo)損耗可以提高太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換效率；在 UPS 中，能夠確保在市電中斷時(shí)快速切換到備用電源，為負(fù)載提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)；在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，有助于實(shí)現(xiàn)能量的高效存儲(chǔ)和釋放。

封裝與訂購信息

該器件采用 TO247 - 3LD（無鉛）封裝，每管 30 個(gè)單位。同時(shí)，文檔還提供了封裝的詳細(xì)尺寸和標(biāo)記圖，方便工程師進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)和器件安裝。

總結(jié)

onsemi 的 FGY75T120SWD IGBT 以其卓越的性能、豐富的電氣特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，為電子工程師在設(shè)計(jì)高效、可靠的功率電路時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合器件的各項(xiàng)參數(shù)和特性，進(jìn)行合理的電路設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮該器件的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，在使用過程中，一定要嚴(yán)格遵守器件的最大額定值要求，確保器件的安全和可靠運(yùn)行。你在使用類似 IGBT 器件時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。