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HGTG20N120

器件型号:HGTG20N120
器件类别:半导体    分立半导体   
厂商名称:Intersil ( Renesas )
厂商官网:http://www.intersil.com/cda/home/
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器件描述

IGBT

参数
HGTG20N120状态 ACTIVE
HGTG20N120晶体管类型 INSULATED GATE BIPOLAR

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HGTG20N120器件文档内容

            Semiconductor                       HGTG20N120E2

April 1995                                                                                                                       34A, 1200V N-Channel IGBT

Features                                                      Package

34A, 1200V                                                                                                                     JEDEC STYLE TO-247
Latch Free Operation
Typical Fall Time - 780ns                                                                                                                            EMITTER
High Input Impedance                                                                                                                                       COLLECTOR
Low Conduction Loss                                                                                                                                              GATE

                                                                  COLLECTOR
                                                                 (BOTTOM SIDE

                                                                      METAL)

Description

The HGTG20N120E2 is a MOS gated, high voltage switch-         Terminal Diagram
ing device combining the best features of MOSFETs and
bipolar transistors. The device has the high input impedance                                                     C
of a MOSFET and the low on-state conduction loss of a
bipolar transistor. The much lower on-state voltage drop                                           G
varies only moderately between +25oC and +150oC.                                                                 E

IGBTs are ideal for many high voltage switching applications
operating at frequencies where low conduction losses are
essential, such as: AC and DC motor controls, power
supplies and drivers for solenoids, relays and contactors.
The development type number for this device is TA49009.

                         PACKAGING AVAILABILITY

PART NUMBER                PACKAGE            BRAND
                                     G20N120E2
HGTG20N120E2 TO-247

Absolute Maximum Ratings TC = +25oC, Unless Otherwise Specified                                                                   HGTG20N120E2         UNITS
                                                                                                                                          1200            V
Collector-Emitter Breakdown Voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BVCES                            1200            V
Collector-Gate Breakdown Voltage RGE = 1M. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BVCGR
Collector Current Continuous                                                                                                               34             A
                                                                                                                                           20             A
   At TC = +25oC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IC25             100            A
   At TC = +90oC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IC90             20            V
Collector Current Pulsed (Note 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ICM                      30            V
Gate-Emitter Voltage Continuous. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VGES                100A at 0.8 BVCES         -
Gate-Emitter Voltage Pulsed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VGEM                       150            W
Switching SOA at TC = +150oC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .SSOA                          1.20         W/oC
Power Dissipation Total at TC = +25oC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PD                     -55 to +150         oC
Power Dissipation Derating TC > +25oC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                          260           oC
Operating and Storage Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TJ, TSTG
Maximum Lead Temperature for Soldering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TL                               3            s
   (0.125" from case for 5 seconds)                                                                                                        15            s

Short Circuit Withstand Time (Note 2)

   At VGE = 15V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . tSC
   At VGE = 10V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . tSC
NOTES:

1. Repetitive Rating: Pulse width limited by maximum junction temperature.
2. VCE(PEAK) = 720V, TC = +125oC, RGE = 25

HARRIS SEMICONDUCTOR IGBT PRODUCT IS COVERED BY ONE OR MORE OF THE FOLLOWING U.S. PATENTS:

4,364,073    4,417,385               4,430,792  4,443,931        4,466,176                                                       4,516,143  4,532,534  4,567,641

4,587,713    4,598,461               4,605,948  4,618,872        4,620,211                                                       4,631,564  4,639,754  4,639,762

4,641,162    4,644,637               4,682,195  4,684,413        4,694,313                                                       4,717,679  4,743,952  4,783,690

4,794,432    4,801,986               4,803,533  4,809,045        4,809,047                                                       4,810,665  4,823,176  4,837,606

4,860,080    4,883,767               4,888,627  4,890,143        4,901,127                                                       4,904,609  4,933,740  4,963,951

4,969,027

CAUTION: These devices are sensitive to electrostatic discharge. Users should follow proper ESD Handling Procedures.                                File Number 3370.2

Copyright Harris Corporation 1995                        3-98
                                   Specifications HGTG20N120E2

Electrical Specifications TC = +25oC, Unless Otherwise Specified

                                                                                                LIMITS

PARAMETERS                         SYMBOL                TEST CONDITIONS                  MIN   TYP MAX UNIT

Collector-Emitter Breakdown        BVCES IC = 250A, VGE = 0V                             1200  -       -     V
Voltage

Collector-Emitter Leakage Current    ICES    VCE = BVCES           TC = +25oC             -     -       250   A
Collector-Emitter Saturation       VCE(SAT)  VCE = 0.8 BVCES       TC = +125oC
Voltage                                      IC = IC90, VGE = 15V  TC = +25oC             -     -       1.0   mA
                                   VGE(TH)                         TC = +125oC
Gate-Emitter Threshold Voltage               IC = IC90, VGE = 10V  TC = +25oC             -     2.9     3.5   V
                                                                   TC = +125oC
                                             IC = 500A,           TC = +25oC             -     3.0     3.6   V
                                             VCE = VGE
                                                                                          -     3.1     3.8   V

                                                                                          -     3.3     4.0   V

                                                                                          3.0   4.5     6.0   V

Gate-Emitter Leakage Current       IGES      VGE = 20V                                   -     -       250  nA

Gate-Emitter Plateau Voltage       VGEP      IC = IC90, VCE = 0.5 BVCES                   -     7.0     -     V

On-State Gate Charge               QG(ON)    IC = IC90,            VGE = 15V              -     110     150   nC
                                             VCE = 0.5 BVCES       VGE = 20V
                                                                                          -     150     200   nC

Current Turn-On Delay Time         tD(ON)    RL = 48               IC = IC90, VGE = 15V,  -     100     -     ns
Current Rise Time                     tR     L = 50H
Current Turn-Off Delay Time                                        VCE = 0.8 BVCES,       -     150     -     ns
                                   tD(OFF)I
                                                                   RG = 25,
                                                                   TJ = +125oC
                                                                                          -     520     620   ns

Current Fall Time                  tFI                                                    -     780 1000      ns

Turn-Off Energy (Note 1)           WOFF                                                   -     7.0     -     mJ

Current Turn-On Delay Time         tD(ON)    RL = 48               IC = IC90, VGE = 10V,  -     100     -     ns
Current Rise Time                     tR     L = 50H
Current Turn-Off Delay Time                                        VCE = 0.8 BVCES,       -     150     -     ns
                                   tD(OFF)I
                                                                   RG = 25,
                                                                   TJ = +125oC
                                                                                          -     420     520   ns

Current Fall Time                  tFI                                                    -     780 1000      ns

Turn-Off Energy (Note 1)           WOFF                                                   -     7.0     -     mJ
Thermal Resistance                 RJC
                                                                                          -     0.70    0.83 oC/W

NOTE:

1. Turn-Off Energy Loss (WOFF) is defined as the integral of the instantaneous power loss starting at the trailing edge of the input pulse and
     ending at the point where the collector current equals zero (ICE = 0A). The HGTG20N120E2 was tested per JEDEC standard No. 24-1
     Method for Measurement of Power Device Turn-Off Switching Loss. This test method produces the true total Turn-Off Energy Loss.

                                                         3-99
                            HGTG20N120E2

Typical Performance Curves

FIGURE 1. TRANSFER CHARACTERISTICS (TYPICAL)         FIGURE 2. SATURATION CHARACTERISTICS (TYPICAL)

FIGURE 3. MAXIMUM DC COLLECTOR CURRENT AS A          FIGURE 4. FALL TIME AS A FUNCTION OF COLLECTOR-
                FUNCTION OF CASE TEMPERATURE                         EMITTER CURRENT

FIGURE 5. CAPACITANCE AS A FUNCTION OF COLLECTOR-    FIGURE 6. NORMALIZED SWITCHING WAVEFORMS AT
                EMITTER VOLTAGE                                      CONSTANT GATE CURRENT. (REFER TO
                                                                     APPLICATION NOTES AN7254 AND AN7260)

                                              3-100
                                                 HGTG20N120E2
Typical Performance Curves (Continued)

FIGURE 7. SATURATION VOLTAGE AS A FUNCTION OF  FIGURE 8. TURN-OFF SWITCHING LOSS AS A FUNCTION OF
                COLLECTOR-EMITTER CURRENT                      COLLECTOR-EMITTER CURRENT

FIGURE 9. TURN-OFF DELAY AS A FUNCTION OF COLLECTOR- FIGURE 10. OPERATING FREQUENCY AS A FUNCTION OF

EMITTER CURRENT                                                COLLECTOR-EMITTER CURRENT AND VOLTAGE

                 FIGURE 11. COLLECTOR-EMITTER SATURATION VOLTAGE
                                                   3-101
                                 HGTG20N120E2

Test Circuit

                                                                            L = 50H

              1/RG = 1/RGEN + 1/RGE                                         VCC       +
                         RGEN = 50
                                                                            960V -
                    20V
                   0V                                             RGE = 50

              FIGURE 12. INDUCTIVE SWITCHING TEST CIRCUIT

Operating Frequency Information                                   Handling Precautions for IGBTs

Operating frequency information for a typical device (Figure      Insulated Gate Bipolar Transistors are susceptible to gate-
10) is presented as a guide for estimating device performance     insulation damage by the electrostatic discharge of energy
for a specific application. Other typical frequency vs collector  through the devices. When handling these devices, care
current (ICE) plots are possible using the information shown      should be exercised to assure that the static charge built in
for a typical unit in Figures 7, 8 and 9. The operating           the handler's body capacitance is not discharged through
frequency plot (Figure 10) of a typical device shows fMAX1 or     the device. With proper handling and application procedures,
fMAX2 whichever is smaller at each point. The information is      however, IGBTs are currently being extensively used in
based on measurements of a typical device and is bounded          production by numerous equipment manufacturers in
by the maximum rated junction temperature.                        military, industrial and consumer applications, with virtually
                                                                  no damage problems due to electrostatic discharge. IGBTs
fMAX1 is defined by fMAX1 = 0.05/tD(OFF)I. tD(OFF)I deadtime      can be handled safely if the following basic precautions are
(the denominator) has been arbitrarily held to 10% of the on-     taken:
state time for a 50% duty factor. Other definitions are
possible. tD(OFF)I is defined as the time between the 90%         1. Prior to assembly into a circuit, all leads should be kept
point of the trailing edge of the input pulse and the point           shorted together either by the use of metal shorting
where the collector current falls to 90% of its maximum               springs or by the insertion into conductive material such
value. Device turn-off delay can establish an additional fre-         as " ECCOSORBD LD26" or equivalent.
quency limiting condition for an application other than TJMAX.
tD(OFF)I is important when controlling output ripple under a      2. When devices are removed by hand from their carriers,
lightly loaded condition. fMAX2 is defined by fMAX2 = (Pd - Pc)/      the hand being used should be grounded by any suitable
WOFF. The allowable dissipation (Pd) is defined by Pd =               means - for example, with a metallic wristband.
(TJMAX - TC)/RJC. The sum of device switching and conduc-
tion losses must not exceed Pd. A 50% duty factor was used        3. Tips of soldering irons should be grounded.
(Figure 10) and the conduction losses (Pc) are approximated
by Pc = (VCE ICE)/2. WOFF is defined as the integral of the     4. Devices should never be inserted into or removed from
instantaneous power loss starting at the trailing edge of the         circuits with power on.
input pulse and ending at the point where the collector
current equals zero (ICE = 0A).                                   5. Gate Voltage Rating - Never exceed the gate-voltage
                                                                      rating of VGEM. Exceeding the rated VGE can result in
The switching power loss (Figure 10) is defined as fMAX2             permanent damage to the oxide layer in the gate region.
WOFF. Turn-on switching losses are not included because
they can be greatly influenced by external circuit conditions     6. Gate Termination - The gates of these devices are
and components.                                                       essentially capacitors. Circuits that leave the gate open-
                                                                      circuited or floating should be avoided. These conditions
                                                                      can result in turn-on of the device due to voltage buildup
                                                                      on the input capacitor due to leakage currents or pickup.

                                                                  7. Gate Protection - These devices do not have an internal
                                                                      monolithic zener diode from gate to emitter. If gate
                                                                      protection is required an external zener is recommended.

                                                                   Trademark Emerson and Cumming, Inc.

                                     3-102
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