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IRF6610

器件型号:IRF6610
厂商名称:International Rectifier ( Infineon )
厂商官网:http://www.irf.com/
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器件描述

HEXFET Power MOSFET Silicon Technology with the advanced DirectFETTM

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IRF6610器件文档内容

                                                                                                                                                               PD - 97012

                                                                                                                                                          IRF6610

                                                                                                                                           DirectFETTM Power MOSFET

                                                                   Typical values (unless otherwise specified)

Lead and Bromide Free                                                  VDSS                                                                VGS        RDS(on)  RDS(on)
Low Profile (<0.7 mm)
Dual Sided Cooling Compatible                                          20V max 20V max 5.2m@ 10V 8.2m@ 4.5V
Ultra Low Package Inductance
Optimized for High Frequency Switching                                 Qg tot Qgd                                                               Qgs2  Qrr      Qoss Vgs(th)
Ideal for CPU Core DC-DC Converters
Optimized for both Sync.FET and some Control FET                       11nC 3.6nC 1.3nC 6.4nC 5.9nC 2.1V
application
Low Conduction and Switching Losses
Compatible with existing Surface Mount Techniques

                                                                                                                                           SQ              DirectFETTM ISOMETRIC

Applicable DirectFET Outline and Substrate Outline (see p.7,8 for details)

     SQ         SX     ST                                MQ        MX                                                             MT       MP

Description

The IRF6610 combines the latest HEXFET Power MOSFET Silicon technology with the advanced DirectFETTM packaging to achieve the
lowest on-state resistance in a package that has the footprint of a MICRO-8 and only 0.7 mm profile. The DirectFET package is compatible
with existing layout geometries used in power applications, PCB assembly equipment and vapor phase, infra-red or convection soldering
techniques, when application note AN-1035 is followed regarding the manufacturing methods and processes. The DirectFET package allows
dual sided cooling to maximize thermal transfer in power systems, improving previous best thermal resistance by 80%.

The IRF6610 balances both low resistance and low charge along with ultra low package inductance to reduce both conduction and switching
losses. The reduced total losses make this product ideal for high efficiency DC-DC converters that power the latest generation of processors
operating at higher frequencies. The IRF6610 has been optimized for parameters that are critical in synchronous buck operating from 12 volt
buss converters including Rds(on) and gate charge to minimize losses in the control FET socket.

Absolute Maximum Ratings

                                                     Parameter                                                                                  Max.           Units
                                                                                                                                                  20              V
VDS                    Drain-to-Source Voltage                                                                                                   20
                                                                                                                                                  15              A
VGS                    Gate-to-Source Voltage                                                                                                     12
ID @ TA = 25C         Continuous Drain Current, VGS @ 10V                                                                                        66             mJ
ID @ TA = 70C         Continuous Drain Current, VGS @ 10V                                                                                       120              A
ID @ TC = 25C         Continuous Drain Current, VGS @ 10V                                                                                        13
                                                                                                                                                  12
IDM                    Pulsed Drain Current

EAS                    Single Pulse Avalanche Energy

IAR                    Avalanche Current

Typical RDS(on) (m)30                                                                                                             6.0
                                                                                                 VGS, Gate-to-Source Voltage (V)  5.0 ID= 12A
        25                                           ID = 15A                                                                                   VDS= 16V
                                                                                                                                  4.0           VDS= 10V
        20

        15                                                                                                                        3.0

        10                                        TJ = 125C                                                                      2.0

         5                                                                                                                        1.0
                                    TJ = 25C
                                                                                                                                  0.0
         0                                                                                                                              0

            3   4   5  6                       7  8  9 10                                                                                  2 4 6 8 10 12 14 16
                                                                                                                                                  QG Total Gate Charge (nC)
                VGS, Gate -to -Source Voltage (V)

Notes:         Fig 1. Typical On-Resistance vs. Gate Voltage              Fig 2. Typical Total Gate Charge vs Gate-to-Source Voltage

Click on this section to link to the appropriate technical paper.      TC measured with thermocouple mounted to top (Drain) of part.
                                                                       Repetitive rating; pulse width limited by max. junction temperature.
Click on this section to link to the DirectFET Website.                Starting TJ = 25C, L = 0.18mH, RG = 25, IAS = 12A.

Surface mounted on 1 in. square Cu board, steady state.                                                                             1

www.irf.com                                                                                                                                          05/25/05
IRF6610

Static @ TJ = 25C (unless otherwise specified)

                          Parameter             Min.                     Typ.  Max. Units               Conditions
                                                                        
BVDSS       Drain-to-Source Breakdown Voltage   20                        15         V VGS = 0V, ID = 250A
VDSS/TJ                                                                   5.2     mV/C Reference to 25C, ID = 1mA
RDS(on)     Breakdown Voltage Temp. Coefficient                        8.2  6.8
                                                                          2.1  10.7   m VGS = 10V, ID = 15A
            Static Drain-to-Source On-Resistance                      -5.2  2.55           VGS = 4.5V, ID = 12A
                                                                        
                                                                                  V VDS = VGS, ID = 250A
                                                                        
VGS(th)     Gate Threshold Voltage              1.65                         mV/C
VGS(th)/TJ  Gate Threshold Voltage Coefficient                       
IDSS        Drain-to-Source Leakage Current                            11   1.0   A VDS = 16V, VGS = 0V
                                                                       3.9  150          VDS = 16V, VGS = 0V, TJ = 125C
                                                                          1.3  100
IGSS        Gate-to-Source Forward Leakage                             3.6  -100  nA VGS = 20V
                                                                          2.4            VGS = -20V
            Gate-to-Source Reverse Leakage                             4.9
                                                                          5.9        S VDS = 10V, ID = 12A
gfs         Forward Transconductance            41                        2.0
                                                                          12
Qg          Total Gate Charge                                          51   17
                                                                          15
     Qgs1   Pre-Vth Gate-to-Source Charge                              5.7           VDS = 10V
                                                                         1520
     Qgs2   Post-Vth Gate-to-Source Charge                            440    nC VGS = 4.5V
                                                                         220
     Qgd    Gate-to-Drain Charge                                                     ID = 12A
                                                                         Typ.
     Qgodr  Gate Charge Overdrive                                                 See Fig. 15

Qsw         Switch Charge (Qgs2 + Qgd)                                   

Qoss        Output Charge                                                 nC VDS = 10V, VGS = 0V
                                                                          12
RG          Gate Resistance                                            2.4  

td(on)      Turn-On Delay Time                                                       VDD = 16V, VGS = 4.5V

tr          Rise Time                                                                ID = 12A

td(off)     Turn-Off Delay Time                                             ns Clamped Inductive Load

tf          Fall Time                                                      

Ciss        Input Capacitance                                                        VGS = 0V

Coss        Output Capacitance                                              pF VDS = 10V

Crss        Reverse Transfer Capacitance                                              = 1.0MHz

Diode Characteristics

            Parameter                           Min.                           Max. Units               Conditions

IS          Continuous Source Current                                       2.8         MOSFET symbol

            (Body Diode)                                                             A showing the

ISM         Pulsed Source Current                                           120         integral reverse

            (Body Diode)                                                                   p-n junction diode.

VSD         Diode Forward Voltage                                           1.0 V TJ = 25C, IS = 12A, VGS = 0V

trr         Reverse Recovery Time                                           18 ns TJ = 25C, IF = 12A

Qrr         Reverse Recovery Charge                                         3.6 nC di/dt = 100A/s

Notes:                                                                                                          www.irf.com
   Pulse width  400s; duty cycle  2%.
   Repetitive rating; pulse width limited by max. junction temperature.

   2
                                                                                                                                         IRF6610

Absolute Maximum Ratings

                                                               Parameter                                              Max.                        Units
                                                                                                                        2.2                         W
PD @TA = 25C                                Power Dissipation                                                          1.4                         C
PD @TA = 70C                                Power Dissipation                                                          42
PD @TC = 25C                                Power Dissipation                                                          270                       Units
TP                                           Peak Soldering Temperature                                           -40 to + 150                    C/W
TJ                                           Operating Junction and                                                                               W/C
TSTG                                         Storage Temperature Range

Thermal Resistance

                                                               Parameter                                   Typ.                    Max.
                                                                                                                                  58
RJA                                          Junction-to-Ambient                                           12.5                     
RJA                                          Junction-to-Ambient                                            20                     
RJA                                          Junction-to-Ambient                                                                 3.0
RJC                                          Junction-to-Case                                               1.4                     
RJ-PCB                                       Junction-to-PCB Mounted
                                             Linear Derating Factor
                                                                                                                            0.017

                                     100

                                             D = 0.50

        Thermal Response ( Z thJA )    10    0.20                                        R1R1  R2R2  R3R3   R4R4   R5R5      Ri (C/W)  i (sec)
                                         1   0.10                                                    3 3   4 4    5 5
                                             0.05                               J J                                      AA    1.6195   0.000126
                                      0.1    0.02                                   1 1                                        2.14056
                                     0.01    0.01                                              2 2                             22.2887  0.001354

                                                      SINGLE PULSE                                                                      0.375850
                                                      ( THERMAL RESPONSE )
                                                                                Ci= i/Ri                                     20.0457 7.41
                                                                                  Ci= i/Ri

                                                                                                                             11.9144 99

                                                                                                                  Notes:
                                                                                                                  1. Duty Factor D = t1/t2
                                                                                                                  2. Peak Tj = P dm x Zthja + Tc

                                     0.001

                                     1E-006  1E-005    0.0001            0.001           0.01        0.1                 1         10             100

                                                                                           t1 , Rectangular Pulse Duration (sec)

                                     Fig 3. Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Ambient

Notes:                                                                                   TC measured with thermocouple incontact with top (Drain) of part.
   Surface mounted on 1 in. square Cu board, steady state.                               R is measured at TJ of approximately 90C.
   Used double sided cooling , mounting pad.
   Mounted on minimum footprint full size board with metalized
  back and with small clip heatsink.

    Surface mounted on 1 in. square Cu                                       Mounted to a PCB with                              Mounted on minimum
board (still air).                                                       small clip heatsink (still air)                    footprint full size board with
                                                                                                                            metalized back and with small
www.irf.com                                                                                                                clip heatsink (still air)

                                                                                                                                                             3
IRF6610ID, Drain-to-Source Current (A)                          TOP              VGS      ID, Drain-to-Source Current (A)1000                    TOP                                 VGS
                                                                BOTTOM           10V                                      100                    BOTTOM                              10V
          1000                                                                   5.0V                                       10                                                       5.0V
                                                                                 4.5V                                                                                                4.5V
            100                                                                  4.0V                                                                                                4.0V
                                                                                 3.5V                                                                                                3.5V
              10                                                                 3.0V                                                                                                3.0V
                                                                                 2.8V                                                                                                2.8V
                                                                                 2.5V                                                                                                2.5V

                                    1

                                                           60s PULSE WIDTH                                                1         2.5V

                                    0.1                    Tj = 25C

                                               2.5V                                                                                              60s PULSE WIDTH
                                                                                                                                                 Tj = 150C

                                    0.01                                                                                   0.1
                                                                                                                                0.1
                                          0.1        1          10               100                                                          1  10                                  100

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

                    Fig 4. Typical Output Characteristics                                                                            Fig 5. Typical Output Characteristics

                                 1000         VDS = 10V                                                                    1.5                   VGS = 10V
                                  100         60s PULSE WIDTH                                                                      ID = 15A     VGS = 4.5V

   ID, Drain-to-Source Current ()              TJ = 150C                                 Typical RDS(on) (Normalized)

                                    10         TJ = 25C                                                                   1.0
                                               TJ = -40C

                                    1

                                    0.1                                                        0.5
                                                                                                    -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
                                          1    2           3          4                5                         TJ , Junction Temperature (C)

                         VGS, Gate-to-Source Voltage (V)                                  Fig 7. Normalized On-Resistance vs. Temperature

   Fig 6. Typical Transfer Characteristics

                    10000                      VGS = 0V, f = 1 MHZ                                                         40
                                               Ciss = C gs + Cgd, C ds SHORTED                                                                                                  TJ = 25C
                                               Crss = Cgd
                                               Coss = Cds + Cgd                                                            30                    Vgs = 3.5V

                                                                                          Typical RDS(on) ( m)                                   Vgs = 4.0V

C, Capacitance(pF)                                                                                                                               Vgs = 4.5V

                                               Ciss                                                                                              Vgs = 5.0V
                                               Coss
                                 1000                                                                                                                                     Vgs = 10V
                                                                                                                           20

                                                                                                                           10

                                               Crss

                                    100                    10                    100                                       0
                                           1                                                                                  0 20 40 60 80 100 120 140

                                               VDS, Drain-to-Source Voltage (V)                                                                 ID, Drain Current (A)

Fig 8. Typical Capacitance vs.Drain-to-Source Voltage                                                                            Fig 9. Typical On-Resistance Vs.
                                                                                                                                    Drain Current and Gate Voltage
4                                                                                                                                                                 www.irf.com
                                                                                                                                                                                               IRF6610

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

                                10                                                                                                                           10                                       100sec

                                                                                            TJ = 150C

                                                                                            TJ = 25C

                                1                                                           TJ = -40C                                                       1
                                                                                                                                                                   TA = 25C
                                                                                                                                                                   TJ = 150C                         1msec
                                                                                                                                                                   Single Pulse
                                                                VGS = 0V                                                                                                                              10msec
              0
                                                                                                                                                             0.1
                 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3
                           VSD, Source-to-Drain Voltage (V)                                                                                                       0.10        1.00             10.00         100.00

Fig 10. Typical Source-Drain Diode Forward Voltage                                                                                                                      VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

             70                                                                                                                                                         Fig11. Maximum Safe Operating Area

                                                                                                                                                             2.5

                                60                                                                               Typical VGS(th) Gate threshold Voltage (V)

ID, Drain Current (A)           50

                                40                                                                                                                           2.0
                                                                                                                                                                                   ID = 250A
                                30
                                                                                                                                                             1.5

                                20

                                10

                                0                                                                                     1.0
                                                                                                                           -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150
                                      25  50  75  100                                           125     150
                                                                                                                                             TJ , Temperature ( C )
                                          TC , Case Temperature (C)
                                                                                                                 Fig 13. Typical Threshold Voltage vs. Junction
Fig 12. Maximum Drain Current vs. Case Temperature                                                                                     Temperature

                                                                                            60

                                                  EAS , Single Pulse Avalanche Energy (mJ)                       ID                                                     TOP

                                                                                            50                                                                          3.6A

                                                                                                                                                                        5.3A

                                                                                                                 BOTTOM 12A

                                                                                            40

                                                                                            30

                                                                                            20

                                                                                            10

                                                                                            0

                                                                                                25      50   75  100 125 150

                                                                                                    Starting TJ , Junction Temperature (C)

                                                  Fig 14. Maximum Avalanche Energy Vs. Drain Current

www.irf.com                                                                                                                                                                                                          5
IRF6610

       Current Regulator                                                                                                                 Id
     Same Type as D.U.T.                                           Vds

                   50K                                                                                                           Vgs

12V  .2F

                            .3F

                                      D.U.T.   +
                                               -VDS

VGS                                                                Vgs(th)

                       3mA

                                  IG  ID                           Qgs1 Qgs2 Qgd  Qgodr

                   Current Sampling Resistors

Fig 15a. Gate Charge Test Circuit                             Fig 15b. Gate Charge Waveform

                                      15V                                                     V(BR)DSS
                                                                              tp

     VDS                    L                  DRIVER

     VRGGS          D.U.T                      +     VDD
                   IAS                                     A
      20V                                      -
               tp       0.01
                                                              IAS
Fig 16b. Unclamped Inductive Test Circuit
                                                              Fig 16c. Unclamped Inductive Waveforms

                                         LD                   VDS
                   VDS
                                                              90%
                                                 +
                                           VDD -

                                      D.U.T                   10%

                                                              VGS

       VGS                                                         td(on) tr      td(off) tf

     Pulse Width < 1s
     Duty Factor < 0.1%

          Fig 17a. Switching Time Test Circuit                     Fig 17b. Switching Time Waveforms
6                                                                                                         www.irf.com
                                                                                                                                         IRF6610

         D.U.T                                                                  Driver Gate Drive                                 P.W.
                                                                                                                                 Period
+               +                                                               P.W.               Period                    D=
-
                   Circuit Layout Considerations                                                                                         * VGS=10V
RG
                   Low Stray Inductance                                                                                                VDD
                                                                                                                                         ISD
                -   Ground Plane

                   Low Leakage Inductance                                     D.U.T. ISD Waveform

                   Current Transformer

                                                                    Reverse                        Body Diode Forward
                                                                    Recovery
                   -                             +                  Current                                Current
                                                                                                                      di/dt

                                                                                D.U.T. VDS Waveform        Diode Recovery

                                                                                                                   dv/dt

                   di/dt controlled by RG             VDD         Re-Applied                         Body Diode  Forward Drop
                   Driver same type as D.U.T.                     Voltage     Inductoorr CCuurrernetnt
                                                                 +

                   ISD controlled by Duty Factor "D"  -

                   D.U.T. - Device Under Test

                                                                                                       Ripple  5%

                                                                                * VGS = 5V for Logic Level Devices

                   Fig 18. Diode Reverse Recovery Test Circuit for N-Channel
                                       HEXFET Power MOSFETs

DirectFETTM Substrate and PCB Layout, SQ Outline
(Small Size Can, Q-Designation).

Please see DirectFET application note AN-1035 for all details regarding the assembly of DirectFET. This includes

all recommendations for stencil and substrate designs.

www.irf.com                                                                                                                                         7
IRF6610

DirectFETTM Outline Dimension, SQ Outline
(Small Size Can, Q-Designation).

Please see DirectFET application note AN-1035 for all details regarding the assembly of DirectFET. This includes
all recommendations for stencil and substrate designs.

                             DIMENSIONS

                             METRIC  IMPERIAL

                          CODE MIN MAX MIN MAX

                          A  4.75 4.85 0.187 0.191

                          B  3.70 3.95 0.146 0.156

                          C 2.75 2.85 0.108 0.112

                          D 0.35 0.45 0.014 0.018

                          E  0.48 0.52 0.019 0.020

                          F  0.48 0.52 0.019 0.020

                          G 0.88 0.92 0.035 0.036

                          H 0.78 0.82 0.031 0.032

                          J  N/A N/A N/A N/A

                          K  0.93 0.97 0.037 0.038

                          L  2.00 2.10 0.079 0.083

                          M 0.59 0.70 0.023 0.028

                          N 0.03 0.08 0.001 0.003

                          P  0.08 0.17 0.003 0.007

DirectFETTM Part Marking

8                                                   www.irf.com
                                                                                                IRF6610

DirectFETTM Tape & Reel Dimension
(Showing component orientation).

             NOTE: Controlling dimensions in mm
             Std reel quantity is 4800 parts. (ordered as IRF6610). For 1000 parts on 7" reel,
             order IRF6610TR1

                                   REEL DIMENSIONS

                STANDARD OPTION (QTY 4800)   TR1 OPTION (QTY 1000)

                METRIC             IMPERIAL  METRIC           IMPERIAL

             CODE MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX

             A  330.0 N.C 12.992 N.C 177.77 N.C          6.9  N.C

             B  20.2 N.C 0.795 N.C 19.06 N.C             0.75 N.C

             C  12.8 13.2 0.504 0.520 13.5 12.8          0.53 0.50

             D  1.5 N.C 0.059 N.C 1.5               N.C  0.059 N.C

             E  100.0 N.C 3.937 N.C 58.72 N.C            2.31 N.C

             F  N.C 18.4           N.C 0.724 N.C 13.50 N.C    0.53

             G  12.4 14.4 0.488 0.567 11.9 12.01 0.47 N.C

             H  11.9 15.4 0.469 0.606 11.9 12.01 0.47 N.C

                Loaded Tape Feed Direction

                                             DIMENSIONS

                NOTE: CONTROLLING            METRIC      IMPERIAL
                DIMENSIONS IN MM
                                   CODE      MIN MAX MIN MAX
                                    A
                                    B        7.90 8.10 0.311 0.319
                                    C
                                    D        3.90 4.10 0.154 0.161
                                    E
                                    F        11.90 12.30 0.469 0.484
                                    G
                                    H        5.45 5.55 0.215 0.219

                                             4.00 4.20 0.158 0.165

                                             5.00 5.20 0.197 0.205

                                             1.50 N.C 0.059 N.C

                                             1.50 1.60 0.059 0.063

                                              Data and specifications subject to change without notice.
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