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IRF540N

器件型号:IRF540N
器件类别:晶体管   
厂商名称:International Rectifier ( Infineon ) [International Rectifier ( Infineon )]
厂商官网:http://www.irf.com/
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器件描述

33 A, 100 V, 0.044 ohm, N-CHANNEL, Si, POWER, MOSFET, TO-220AB

33 A, 100 V, 0.044 ohm, N沟道, , POWER, 场效应管, TO-220AB

参数

IRF540N端子数量 3
IRF540N最小击穿电压 100 V
IRF540N加工封装描述 TO-220AB, 3 PIN
IRF540N状态 TRANSFERRED
IRF540N包装形状 矩形的
IRF540N包装尺寸 凸缘安装
IRF540N端子形式 THROUGH-孔
IRF540N端子涂层 NOT SPECIFIED
IRF540N端子位置 单一的
IRF540N包装材料 塑料/环氧树脂
IRF540N结构 单一的 WITH BUILT-IN 二极管
IRF540N壳体连接 DRAIN
IRF540N元件数量 1
IRF540N晶体管应用 开关
IRF540N晶体管元件材料
IRF540N通道类型 N沟道
IRF540N场效应晶体管技术 金属-OXIDE SEMICONDUCTOR
IRF540N操作模式 ENHANCEMENT
IRF540N晶体管类型 通用电源
IRF540N最大漏电流 33 A
IRF540N额定雪崩能量 185 mJ
IRF540N最大漏极导通电阻 0.0440 ohm
IRF540N最大漏电流脉冲 110 A

文档预览

IRF540N器件文档内容

l Advanced Process Technology                                                                PD - 91341B

l Ultra Low On-Resistance                                                IRF540N

l Dynamic dv/dt Rating                                             HEXFET Power MOSFET

l 175C Operating Temperature                                           D

l Fast Switching                                                G                 VDSS = 100V
                                                                                RDS(on) = 44m
l Fully Avalanche Rated
                                                                                     ID = 33A

                                                                        S

Description                                                              TO-220AB

Advanced HEXFET Power MOSFETs from International
Rectifier utilize advanced processing techniques to achieve
extremely low on-resistance per silicon area. This benefit,
combined with the fast switching speed and ruggedized
device design that HEXFET power MOSFETs are well
known for, provides the designer with an extremely efficient
and reliable device for use in a wide variety of applications.

The TO-220 package is universally preferred for all
commercial-industrial applications at power dissipation
levels to approximately 50 watts. The low thermal
resistance and low package cost of the TO-220 contribute
to its wide acceptance throughout the industry.

Absolute Maximum Ratings

ID @ TC = 25C                   Parameter                                   Max.          Units
ID @ TC = 100C  Continuous Drain Current, VGS @ 10V                             33
IDM              Continuous Drain Current, VGS @ 10V                             23           A
PD @TC = 25C    Pulsed Drain Current                                           110
                 Power Dissipation                                              130          W
VGS              Linear Derating Factor                                         0.87       W/C
IAR              Gate-to-Source Voltage                                          20
EAR              Avalanche Current                                               16           V
dv/dt            Repetitive Avalanche Energy                                     13           A
TJ               Peak Diode Recovery dv/dt                                      7.0          mJ
TSTG             Operating Junction and                                                     V/ns
                 Storage Temperature Range                                -55 to + 175
                 Soldering Temperature, for 10 seconds                                       C
                 Mounting torque, 6-32 or M3 srew                  300 (1.6mm from case )
                                                                       10 lbfin (1.1Nm)

Thermal Resistance

RJC                              Parameter                         Typ.  Max.              Units
RCS              Junction-to-Case                                     1.15              C/W
RJA              Case-to-Sink, Flat, Greased Surface               0.50   
                 Junction-to-Ambient                                    62                      1
                                                                                                  03/13/01
www.irf.com
IRF540N

Electrical Characteristics @ TJ = 25C (unless otherwise specified)

                               Parameter           Min. Typ. Max. Units              Conditions
             Drain-to-Source Breakdown Voltage
V(BR)DSS     Breakdown Voltage Temp. Coefficient   100 V VGS = 0V, ID = 250A
V(BR)DSS/TJ  Static Drain-to-Source On-Resistance
RDS(on)      Gate Threshold Voltage                0.12 V/C Reference to 25C, ID = 1mA
VGS(th)      Forward Transconductance               44 m VGS = 10V, ID = 16A
gfs
                                                   2.0 4.0 V VDS = VGS, ID = 250A
                                                   21 S VDS = 50V, ID = 16A

IDSS         Drain-to-Source Leakage Current       25    A VDS = 100V, VGS = 0V
                                                    250           VDS = 80V, VGS = 0V, TJ = 150C

IGSS         Gate-to-Source Forward Leakage         100 nA VGS = 20V
             Gate-to-Source Reverse Leakage         -100          VGS = -20V
Qg           Total Gate Charge
Qgs          Gate-to-Source Charge                  71            ID = 16A
Qgd          Gate-to-Drain ("Miller") Charge
td(on)       Turn-On Delay Time                     14 nC VDS = 80V
tr           Rise Time
td(off)      Turn-Off Delay Time                   21            VGS = 10V, See Fig. 6 and 13
tf           Fall Time
                                                    11             VDD = 50V

                                                    35 ns ID = 16A
                                                    39             RG = 5.1

                                                    35             VGS = 10V, See Fig. 10

                                                                         Between lead,                       D

LD           Internal Drain Inductance             4.5            6mm (0.25in.)

                                                                 nH      from package                  G

LS           Internal Source Inductance             7.5            and center of die contact

                                                                                                             S

Ciss         Input Capacitance                      1960           VGS = 0V

Coss         Output Capacitance                     250            VDS = 25V

Crss         Reverse Transfer Capacitance          40 pF  = 1.0MHz, See Fig. 5

EAS          Single Pulse Avalanche Energy          700 185 mJ IAS = 16A, L = 1.5mH

Source-Drain Ratings and Characteristics

                           Parameter               Min. Typ. Max. Units              Conditions

IS           Continuous Source Current                                   MOSFET symbol                       D

             (Body Diode)                           33    A showing the

ISM          Pulsed Source Current                                       integral reverse           G

             (Body Diode)                           110           p-n junction diode.                 S

VSD          Diode Forward Voltage                  1.2 V TJ = 25C, IS = 16A, VGS = 0V

trr          Reverse Recovery Time                  115 170 ns TJ = 25C, IF = 16A
                                                    505 760 nC di/dt = 100A/s
Qrr          Reverse Recovery Charge

ton          Forward Turn-On Time                  Intrinsic turn-on time is negligible (turn-on is dominated by LS+LD)

Notes:                                         ISD  16A, di/dt  340A/s, VDD  V(BR)DSS,
                                                  TJ  175C
Repetitive rating; pulse width limited by
    max. junction temperature. (See fig. 11)   Pulse width  400s; duty cycle  2%.
                                               This is a typical value at device destruction and represents
Starting TJ = 25C, L =1.5mH
    RG = 25, IAS = 16A. (See Figure 12)           operation outside rated limits.

                                               This is a calculated value limited to TJ = 175C .

2                                                                                             www.irf.com
                                                                                                                                                IRF540N

1000                                   TOPVGS                                     1000                                             VGS
                                          15V                                                                                      15V
I D, Drain-to-Source Current (A)          10V                                     ID, Drain-to-Source Current (A)               TOP10V
                                          8.0V                                                                                     8.0V
                                          7.0V                                                                                     7.0V
                                          6.0V                                                                                     6.0V
                                          5.5V
                                                                                                                                   5.5V
                                          5.0V
                                                                                                                                   5.0V
                                       BOTTOM 4.5V
                                                                                                                                BOTTOM 4.5V

                                  100                                                                                      100

                                  10                        4.5V                                                                                                       4.5V
                                                                                                                           10

                                  1                          20s PULSE WIDTH                                              1                     20s PULSE WIDTH
                                                              TJ = 25 C                                                                          TJ = 175 C

                                  0.1               1            10          100                                           0.1               1  10                           100

                                          VDS , Drain-to-Source Voltage (V)                                                     VDS , Drain-to-Source Voltage (V)

                                  Fig 1. Typical Output Characteristics                                                    Fig 2. Typical Output Characteristics

1000                                                                                                                       3.5  ID = 33A

I D, Drain-to-Source Current (A)                 TJ = 25 C                       RDS(on) , Drain-to-Source On Resistance  3.0
                                                                                      (Normalized)
                                100                                                                                        2.5

                                                                TJ = 175C                                                 2.0

                                  10                         V DS= 50V                                                     1.5
                                     4.0                      20s PULSE WIDTH
                                                                                                                           1.0
                                          5.0          6.0  7.0      8.0     9.0
                                                                                                                           0.5
                                          VGS , Gate-to-Source Voltage (V)
                                                                                                                                                               VGS = 10V
    Fig 3. Typical Transfer Characteristics
www.irf.com                                                                                                                0.0
                                                                                                                              -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

                                                                                                                                         TJ, Junction Temperature ( C)

                                                                                                                             Fig 4. Normalized On-Resistance
                                                                                                                                         Vs. Temperature
                                                                                                                                                                          3
IRF540N

                     3000                                       VGS = 0V, f = 1MHz                                                       VGS, Gate-to-Source Voltage (V)  20  ID = 16A       VDS = 80V
                     2500                                       Ciss = Cgs + Cgd , Cds SHORTED
                     2000                                       Crss = Cgd                                                                                                16                VDS = 50V
                                                                Coss = Cds + Cgd                                                                                          12                VDS = 20V
                                                                        Ciss
C, Capacitance (pF)
                     1500

                                                                                                                                                                          8

                     1000                                                 C oss                                                                                           4

                      500                                                 C rss                                                                                                              FOR TEST CIRCUIT
                                                                                                                                                                                                 SEE FIGURE 13
                          0                                                                                                                                               0
                             1
                                                                          10                       100                                                                       0  20          40          60        80

                                                               VDS , Drain-to-Source Voltage (V)                                                                                QG , Total Gate Charge (nC)

                                                      Fig 5. Typical Capacitance Vs.                                                                                            Fig 6. Typical Gate Charge Vs.
                                                          Drain-to-Source Voltage                                                                                                    Gate-to-Source Voltage

                     1000                                                                                                                1000
                                                                                                                                          100
                     ISD , Reverse Drain Current (A)                                                      ID, Drain-to-Source Current (A)                                               OPERATION IN THIS AREA
                                                                                                                                                                                        LIMITED BY RDS(on)

                                                    100                                                                                    10                                                           100sec

                                                             TJ = 175 C          TJ = 25 C                                                                                                            1msec

                                                     10                                                                                      1
                                                                                                                                                    TA = 25C
                                                       1
                                                                                                                                                    TJ = 175C
                                                                                                                                                                                                        10msec
                                                                                                                                                    Single Pulse
                                                      0.1                                      VGS = 0 V                                   0.1
                                                          0.2
                                                               0.6               1.0          1.4  1.8

                                                               VSD ,Source-to-Drain Voltage (V)                                                                              1          10      100               1000

                                                                                                                                                                                VDS , Drain-toSource Voltage (V)

                           Fig 7. Typical Source-Drain Diode                                                                                                                 Fig 8. Maximum Safe Operating Area
                                       Forward Voltage
                                                                                                                                                                                                www.irf.com
                     4
                                                                                                                           IRF540N

                        35                                                                                                      RD
                                                                                                                           D.U.T.
                        30                                                                                       VDS
                                                                                                          VGS
ID , Drain Current (A)  25                                                                            RG                                                     +-VDD

                        20                                                                               VGS

                        15                                                                            Pulse Width  1 s
                                                                                                      Duty Factor  0.1 %

                        10                                                                       Fig 10a. Switching Time Test Circuit

                        5                                                                       VDS
                                                                                                90%

                        0

                            25                          50       75  100 125 150 175

                                                        TC , Case Temperature ( C)

                           Fig 9. Maximum Drain Current Vs.                                     10%
                                     Case Temperature                                           VGS

                                                                                                      td(on) tr            td(off) tf

                                                                                                Fig 10b. Switching Time Waveforms

                                                   10

                        Thermal Response (Z thJC)  1
                                                       D = 0.50

                                                        0.20                                               PDM
                                                                                                                                                   t1
                                                        0.10
                                                                                                                                                         t2
                                                   0.1  0.05
                                                                                                       Notes:
                                                        0.02          SINGLE PULSE                        1. Duty factor D = t1 / t 2
                                                        0.01                                              2. Peak TJ = P DM x Z thJC + TC
                                                                     (THERMAL RESPONSE)

                            0.01                                     0.0001              0.001  0.01                  0.1              1
                              0.00001

                                                                             t1, Rectangular Pulse Duration (sec)

                                                        Fig 11. Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case

www.irf.com                                                                                                                                                  5
IRF540N

                                                                                                      400                                        TOP  ID
                                                                                                                                                     6.5A
                                   15V                                                                                                              11.3A

                         L              D R IV E R          EAS , Single Pulse Avalanche Energy (mJ)                                            BOTTOM 16A

            VDS                                                                                       300

       RG             D .U.T                    +  VD D
                     IA S                                A
        20V                                     -                                                     200
                 tp       0 .0 1

Fig 12a. Unclamped Inductive Test Circuit                                                             100

                                      V(BR)DSS                                                        0
                     tp
                                                                                                           25  50   75 100 125 150 175

                                                                                                               Starting TJ , Junction Temperature ( C)

                                                                                                           Fig 12c. Maximum Avalanche Energy
                                                                                                                        Vs. Drain Current

     IAS

Fig 12b. Unclamped Inductive Waveforms

                                                                                                                      Current Regulator
                                                                                                                    Same Type as D.U.T.

                                                                                                                          50K

                                                                                                               12V  .2F

                     QG                                                                                                                   .3F

VGS                                                                                                                                                              +
                                                                                                                                                    D.U.T. -VDS
       QGS       QGD

   VG                                                                                                          VGS

                                                                                                                                     3mA

                                                                                                                                                IG  ID

                           Charge                                                                                         Current Sampling Resistors

Fig 13a. Basic Gate Charge Waveform                                                                        Fig 13b. Gate Charge Test Circuit

6                                                                                                                                               www.irf.com
                                                                                                     IRF540N

                                   Peak Diode Recovery dv/dt Test Circuit

                D.U.T*                        +            Circuit Layout Considerations

              +                                             Low Stray Inductance
            
                                                            Ground Plane
              -                                             Low Leakage Inductance

                                                           Current Transformer

                                              -

                                                                                -   
                                                                                          +

                                                 dv/dt controlled by RG                            +
                               RG                ISD controlled by Duty Factor "D"                 - VDD
                                                 D.U.T. - Device Under Test
             VGS

             * Reverse Polarity of D.U.T for P-Channel

                         Driver Gate Drive                                           P.W.
                                                                                    Period
                                   P.W.     Period                              D=

                                                                                             [VGS=10V ] ***

                         D.U.T. ISD Waveform

             Reverse                                Body Diode Forward
             Recovery                                         Current
             Current                                                     di/dt

                         D.U.T. VDS Waveform Diode Recovery                                  [ VDD]
                                                                    dv/dt                    [ISD]

             Re-Applied                        Body Diode  Forward Drop
             Voltage     Inductor Curent

                                         Ripple  5%

                         *** VGS = 5.0V for Logic Level and 3V Drive Devices

                         Fig 14. For N-channel HEXFET power MOSFETs

www.irf.com                                                                                                  7
IRF540N

Package Outline

TO-220AB
Dimensions are shown in millimeters (inches)

     2.87 (.113)            10.54 (.415)                     3 .7 8 (.149 )      4.69 ( .18 5 )  -B -
     2.62 (.103)            10.29 (.405)                     3 .5 4 (.139 )      4.20 ( .16 5 )
                                                                                                     1.32 (.052)
   15.24 (.600)                           4                           -A -                           1.22 (.048)
   14.84 (.584)
                                                 6.47 (.255)
                                                 6.10 (.240)

                                                 1.15 (.045)                                                  L E A D A S S IG NM E NT S
                                                     M IN                                                          1 - GATE
                                                                                                                   2 - DRAIN
                            1 23                                                                                   3 - SOU RC E
                                                                                                                   4 - DRAIN

   14.09 (.555)                                  4.06 (.160)
   13.47 (.530)                                  3.55 (.140)

                                             3X  0.93 (.037)                                     3X  0.55 (.022)
                                                 0.69 (.027)                                         0.46 (.018)
         1 .4 0 (.0 55 )
   3X    1 .1 5 (.0 45 )                     0 .3 6 (.01 4) M B A M

   2.54 (.100)                                                                                   2.92 (.115)
                                                                                                 2.64 (.104)

                        2X
   N OTES:

   1 D IM E N S IO N IN G & TO L E R A N C ING P E R A N S I Y 1 4.5M , 1 9 82.  3 O U T LIN E C O N F O R M S TO JE D E C O U T LIN E TO -2 20 A B .
   2 C O N TR O L LIN G D IM E N S IO N : IN C H                                 4 H E A TS IN K & LE A D M E A S U R E M E N T S D O N O T IN C LU DE B U R R S .

Part Marking Information                                      INTERNATIONAL                                                                    A
                                                                 R E C T IF IE R
TO-220AB                                                            LOGO                                          PART NUMBER

     EXAMPLE : THIS IS AN IRF1010                                ASSEMBLY                                         DATE CODE
                        W ITH ASSEMBLY                          LOT CODE                                          (YYW W )
                        LOT CODE 9B1M                                                                             YY = YEAR
                                                                                                                  W W = W EEK
                                                                                                 IR F 10 1 0
                                                                                                      9246

                                                                                                 9B 1M

                                                    Data and specifications subject to change without notice.
                                  This product has been designed and qualified for the industrial market.

                                                       Qualification Standards can be found on IR's Web site.

IR WORLD HEADQUARTERS: 233 Kansas St., El Segundo, California 90245, USA Tel: (310) 252-7105

                                                                                                                  TAC Fax: (310) 252-7903

                                                              Visit us at www.irf.com for sales contact information.03/01

8                                                                                                                                         www.irf.com
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