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IRF540N

器件型号:IRF540N
器件类别:半导体    分立半导体   
厂商名称:Kersemi Electronic
厂商官网:http://www.kersemi.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

IRF540N器件文档内容

                                                                  IRF540N

l Advanced Process Technology                                         TO-220AB
l Ultra Low On-Resistance
l Dynamic dv/dt Rating                                            Power MOSFET
l 175C Operating Temperature
l Fast Switching                                                       D
l Fully Avalanche Rated
                                                                                 VDSS = 100V
Description                                                                    RDS(on) = 44m

The TO-220 package is universally preferred for all                                 ID = 33A
commercial-industrial applications at power dissipation
levels to approximately 50 watts. The low thermal                      S
resistance and low package cost of the TO-220 contribute G
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

2014-8-9                                              1           www.kersemi.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 .

2014-8-9                                           2                                       www.kersemi.com
                                                                                                                                                        IRF540N

                                 1000          VGS                                        1000                                          TOPVGS
                                            TOP15V                                                                                         15V
I D, Drain-to-Source Current (A)               10V                                        ID, Drain-to-Source Current (A)                  10V
                                               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

                                                   20s PULSE WIDTH                                                                1                     20s PULSE WIDTH
                                                                           TJ = 25 C                                                                     TJ = 175 C
                                  1
                                                                                                                                   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
                                                                                                                                   0.0
2014-8-9                                                                               3                                              -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

                                                                                                                                                 TJ, Junction Temperature ( C)

                                                                                                                                     Fig 4. Normalized On-Resistance
                                                                                                                                                 Vs. Temperature

                                                                                                                                                                  www.kersemi.com
                                                                                                                                                                                                   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

2014-8-9                                                                                                  4                                                                                        www.kersemi.com
                                                                                                                              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

2014-8-9                                                                                        5                             www.kersemi.com
                                                                                                                                             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

2014-8-9                                               6                                                                                     www.kersemi.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

2014-8-9                                         7                                               www.kersemi.com
                                                                                                                            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

2014-8-9                                                                                8                                   www.kersemi.com
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