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IRFBC40

器件型号:IRFBC40
器件类别:TRANSISTOR
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厂商名称:HARRIS [Harris Corporation]
厂商官网:http://www.harris.com/
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IRFBC40器件文档内容

         Semiconductor                                            IRFBC40,
                                                                   IRFBC42
January 1998
                                                       6.2A and 5.4A, 600V, 1.2 and 1.6 Ohm,
Features                                                             N-Channel Power MOSFETs

6.2A and 5.4A, 600V                                  Description
rDS(ON) = 1.2 and 1.6
Repetitive Avalanche Energy Rated                    These are N-Channel enhancement mode silicon gate
Simple Drive Requirements                            power field effect transistors. They are advanced power
Ease of Paralleling                                  MOSFETs designed, tested, and guaranteed to withstand a
Related Literature                                   specified level of energy in the breakdown avalanche mode
                                                       of operation. All of these power MOSFETs are designed for
   - TB334, "Guidelines for Soldering Surface Mount    applications such as switching regulators, switching conver-
      Components to PC Boards"                         tors, motor drivers, relay drivers, and drivers for high power
                                                       bipolar switching transistors requiring high speed and low
Ordering Information                                   gate drive power. These types can be operated directly from
                                                       integrated circuits.
PART NUMBER                          PACKAGE  BRAND    Formerly developmental type TA17426.

IRFBC40                 TO-220AB              IRFBC40  Symbol

IRFBC42                 TO-220AB              IRFBC42                                                            D

NOTE: When ordering, include the entire part number.                                         G

                                                                                                                 S

Packaging

                                                                JEDEC TO-220AB  SOURCE
                                              DRAIN (FLANGE)                       DRAIN
                                                                                      GATE

CAUTION: These devices are sensitive to electrostatic discharge. Users should follow proper ESD Handling Procedures.  File Number 2157.2

Copyright Harris Corporation 1997                    5-1
                                                IRFBC40, IRFBC42

Absolute Maximum Ratings TC = 25oC, Unless Otherwise Specified                                                                                IRFBC40        IRFBC42        UNITS
                                                                                                                                                  600            600           V
Drain to Source Breakdown Voltage (Note 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VDS                              600            600           V
Drain to Gate Voltage (RGS = 20k) (Note 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VDGR                               6.2            5.4           A
Continuous Drain Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ID             3.9            3.4           A
                                                                                                                                                   25             22           A
   TC = 100oC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ID      20            20           V
Pulsed Drain Current (Note 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IDM                 125            125           W
Gate to Source Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VGS              1.0            1.0
Maximum Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PD                  570            570        W/oC
                                                                                                                                                                              mJ
   Linear Derating Factor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      -55 to 150     -55 to 150       oC

Single Pulse Avalanche Energy Rating (Note 2) (See Figures 15,16) . . . . . . . . . . . . . . . . . EAS                                           300            300           o
Operating and Storage Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TJ, TSTG                           260            260           oC
Maximum Temperature for Soldering
                                                                                                                                                                                C
   Leads at 0.063in (1.6mm) from Case for 10s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TL
   Package Body for 10s, See Techbrief 334. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tpkg

CAUTION: Stresses above those listed in "Absolute Maximum Ratings" may cause permanent damage to the device. This is a stress only rating and operation
of the device at these or any other conditions above those indicated in the operational sections of this specification is not implied.

NOTE:
1. TJ = 25oC to 125oC.

Electrical Specifications TC = 25oC, Unless Otherwise Specified

           PARAMETER                    SYMBOL           TEST CONDITIONS                                                                      MIN TYP MAX UNITS

Drain to Source Breakdown Voltage       BVDSS VGS = 0V, ID = 250A, (Figure 11)                                                               600            -           -  V
Gate to Source Threshold Voltage
Zero Gate Voltage Drain Current         VGS(TH) VGS = VDS, ID = 250A                                                                         2.0            -    4.0       V

On-State Drain Current (Note 4)         IDSS VDS = Rated BVDSS, VGS = 0V                                                                                  -  -    25        A
    IRFBC40
                                                VDS = 0.8 x Rated BVDSS, VGS = 0V, TJ = 125oC -                                                              -    250 A

                                        ID(ON) VDS > ID(ON) x rDS(ON)MAX, VGS = 10V

                                                                                                                                              6.2            -           -  A

IRFBC42                                                                                                                                       5.4            -           -  A

Gate to Source Leakage                  IGSS VGS = 20V                                                                                                   -  - 100 nA

Drain to Source On Resistance (Note 2)  rDS(ON) VGS = 10V, ID = 3.4A, (Figures 9, 10)
    IRFBC40
                                                                                                                                                          -  0.97 1.2      

IRFBC42                                                                                                                                                   -  1.2 1.6        

Forward Transconductance (Note 4)       gfs VDS  100V, IDS = 3.4A, (Figure 13)                                                                4.7 70                     -  S
Turn-On Delay Time
Rise Time                               td(ON) VDD = 300V, ID  6.2A, RG = 9.1, VGS = 10V,                                                                 -  13 20          ns
Turn-Off Delay Time
                                        tr      RL = 47, (Figures 17, 18)                                                                                 -  18 27          ns
                                                Switching Speeds are Essentially ndependent of

                                        td(OFF) Operating Temperature                                                                                     -  55 83          ns

Fall Time                               tf                                                                                                                -  20 30          ns

Total Gate Charge                       Qg(TOT) VGS = 10V, ID = 6.2A, VDS = 0.7 x Rated BVDSS, -                                                             40 60 nC
(Gate to Source + Gate to Drain)                      (Figures 19, 20)

Gate to Source Charge                              Gate Charge is Essentially Independent of                                                              -  5.5         -  nC
                                        Qgs Operating Temperature
Gate to Drain "Miller" Charge
                                        Qgd                                                                                                               -  20          -  nC

Input Capacitance                       CISS VGS = 0V, VDS = 25V, f = 1.0MHz, (Figure 12)                                                                 - 1300 -          pF

Output Capacitance                      COSS                                                                                                              -  160         -  pF

Reverse Transfer Capacitance            CRSS                                                                                                              -  45          -  pF

                                                         5-2
                                                  IRFBC40, IRFBC42

Electrical Specifications TC = 25oC, Unless Otherwise Specified (Continued)

          PARAMETER                     SYMBOL         TEST CONDITIONS                                                                                                   MIN TYP MAX UNITS

Internal Drain Inductance               LD Measured From the Drain Modified MOSFET                                                                                          -       4.5   -    nH
Internal Source Inductance                        Lead, 6mm (0.25in) From Symbol Showing the

                                                  Package to Center of Die Internal Devices

                                        LS Measured From the                                                                                Inductances                     -       7.5   -    nH
                                                  Source Lead, 6mm                                                                                                D

                                                  (0.25in) From Header to                                                                               LD

                                                  Source Bonding Pad

                                                                                                                                            G
                                                                                                                                                              LS

                                                                                                                                                        S

Thermal Resistance Junction to Case     RJC                                                                                                                                 -          -  1.0 oC/W
Thermal Resistance Junction to Ambient  RJA
                                                  Typical Socket Mount                                                                                                      -          -  80 oC/W

Source to Drain Diode Specifications

          PARAMETER                     SYMBOL         TEST CONDITIONS                                                                                                   MIN TYP MAX UNITS

Continuous Source to Drain Current           ISD  Modified MOSFET                                                                                       D                -          -     6.2  A

                                                  Symbol Showing the

Pulse Source to Drain Current           ISDM Integral Reverse                                                                                                            -          -     25   A

(Note 3)                                          P-N Junction Diode

                                                                                                                                            G

                                                                                                                                                        S

Diode Source to Drain Voltage (Note 2)       VSD  TJ = 25oC, ISD = 6.2A, VGS = 0V, (Figure 8)                                                                            -          -     1.5  V
Reverse Recovery Time
Reverse Recovery Charge                      trr  TJ = 25oC, ISD = 6.2A, dISD/dt = 100A/s                                                                               200 450 940 ns

                                             QRR  TJ = 25oC, ISD = 6.2A, dISD/dt = 100A/s                                                                               1.8 3.8 8.0           C

NOTES:
2. Pulse test: pulse width  300s, duty cycle  2%.
3. Repetitive rating: pulse width limited by Max junction temperature. See Transient Thermal Impedance curve (Figure 3).
4. VDD = 50V, starting TJ = 25oC, L = 16mH, RG = 25, peak IAS = 6.8A. (Figures 15, 16).

Typical Performance Curves Unless Otherwise Specified

1.2                                                                                                                                 10

POWER DISSIPATION MULTIPLIER1.0                                                                                                     8
                                                                                                             ID, DRAIN CURRENT (A)
0.8

                                                                                                                                    6

                                                                                                                                                                     IRFBC40

0.6

                                                                                                                                    4          IRFBC42

0.4

0.2                                                                                                                                 2

0                                                                                                                                   0   25     50                    75        100        125  150

     0    50                            100       150

          TC, CASE TEMPERATURE (oC)                                                                                                                     TC, CASE TEMPERATURE (oC)

FIGURE 1. NORMALIZED POWER DISSIPATION vs CASE              FIGURE 2. MAXIMUM CONTINUOUS DRAIN CURRENT vs
                TEMPERATURE                                                 CASE TEMPERATURE

                                                       5-3
                                               IRFBC40, IRFBC42
Typical Performance Curves Unless Otherwise Specified (Continued)

ZJC, NORMALIZED TRANSIENT        1                                                                                                                                       PDM
   THERMAL IMPEDANCE (oC/W)           0.5
                                      0.2          SINGLE PULSE                                                                                                                       t1
                                                          10-4                                                                                                                        t2 t2
                              0.1 0.1
                                      0.05                                                                                                            NOTES:
                                      00..0022                                                                                                        DUTY FACTOR: D = t1/t2
                                      0.01                                                                                                            PEAK TJ = PDM x ZJC x RJC + TC

                             10-2                                        10-3                       10-2                              0.1                                1                   10

                             10-3
                                  10-5

                                                                                  t1, RECTANGULAR PULSE DURATION (s)

                                                       FIGURE 3. NORMALIZED MAXIMUM TRANSIENT THERMAL IMPEDANCE

                     102                                                                                                   10                                               80s PULSE TEST

                            IRFBC40                    OPERATION IN THIS REGION                                                                            VGS = 5.5V
                            IRFBC42                    IS LIMITED BY rDS(ON)
                      10 IRFBC40
ID, DRAIN CURRENT (A)       IRFBC42                                               10s              ID, DRAIN CURRENT (A)  8      VGS = 10V
                                                                                  100s
                                                                                                                                  VGS = 6.0V

                                                                                                                           6

                                                                                  1ms                                                                      VGS = 5.0V

                                                                                                                           4

                       1

                             TC = 25oC                                            10ms                                     2                               VGS = 4.5V
                             TJ = MAX RATED
                             SINGLE PULSE                                         DC                                                                       VGS = 4.0V
                                                                                    103
                     0.1                           10               102                                                    0   0  60                  120  180                240            300
                          1

                                                VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)                                                  VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)

                       FIGURE 4. FORWARD BIAS SAFE OPERATING AREA                                                                 FIGURE 5. OUTPUT CHARACTERISTICS

                       10                                 VGS =10V                VGS = 6.0V                               10
                               80s PULSE TEST                                     VGS = 5.5V                                   VDS  100V
                                                                                                                                80s PULSE TEST
                        8
ID, DRAIN CURRENT (A)                                                                               ID, DRAIN CURRENT (A)      1
                        6
                                                                                  VGS = 5.0V                                                               TJ = 25oC
                        4
                                                                                                                                          TJ = 150oC
                                                                                                                           0.1

                       2                                                          VGS = 4.5V

                                                                                  VGS = 4.0V                               10-2

                       0     0                  3      6         9       12       15                                           0  2                   4               6       8              10

                                                VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)                                                  VGS, GATE TO SOURCE VOLTAGE (V)

                                FIGURE 6. SATURATION CHARACTERISTICS                                                              FIGURE 7. TRANSFER CHARACTERISTICS

                                                                                               5-4
                                               IRFBC40, IRFBC42
Typical Performance Curves Unless Otherwise Specified (Continued)

ISD, SOURCE TO DRAIN CURRENT (A)  102                                                                          DRAIN TO SOURCE ON RESISTANCE  5.0                        VGS = 10V
                                                                                                                                                    80s PULSE TEST                         VGS = 20V
                                   10
                                                        TJ = 150oC                                                                            4.0
                                                                                     TJ = 25oC
                                                                                                                                              3.0
                                     1
                                                                                                                                              2.0

                                                                                                                                              1.0

                                  0.1                                                                                                         0

                                  0          0.3       0.6       0.9                            1.2  1.5                                         0     6             12  18                 24         30

                                             VSD, SOURCE TO DRAIN VOLTAGE (V)                                                                                        ID, DRAIN CURRENT (A)

                                        FIGURE 8. SOURCE TO DRAIN DIODE VOLTAGE                                FIGURE 9. DRAIN TO SOURCE ON RESISTANCE vs GATE
                                                                                                                               VOLTAGE AND DRAIN CURRENT

NORMALIZED DRAIN TO SOURCE        3.0                                                                          NORMALIZED DRAIN TO SOURCE        1.25
  ON RESISTANCE                          ID = 3.4A                                                                BREAKDOWN VOLTAGE                      ID = 250A

                                         VGS = 10V                                                                                               1.15
                                  2.4

                                  1.8                                                                                                            1.05

                                  1.2                                                                                                            0.95

                                  0.6                                                                                                            0.85

         0                                                                                                              0.75
          -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160                                                                          -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
                                                                                                                                               TJ, JUNCTION TEMPERATURE (oC)
                              TJ, JUNCTION TEMPERATURE (oC)
                                                                                                               FIGURE 11. NORMALIZED DRAIN TO SOURCE BREAKDOWN
FIGURE 10. NORMALIZED DRAIN TO SOURCE ON                                                                                        VOLTAGE vs JUNCTION TEMPERATURE
                 RESISTANCE vs JUNCTION TEMPERATURE

                                  3000                                VGS = 0V, f = 1MHz                       gfs, TRANSCONDUCTANCE (S)      10                              TJ = 25oC
                                  2400                                CISS = CGS + CGD                                                              VDS  100V                TJ = 150oC
                                                                      CRSS = CGD                                                                    80s PULSE TEST
C, CAPACITANCE (pF)                                                   COSS  CDS + CGD
                                                                                                                                               8
                                  1800                 CISS
                                                                                                                                               6

                                  1200                                                                                                        4

                                                       COSS

                                  600                                                                                                         2
                                     0
                                       0               CRSS

                                          2         5        10       20                        50   102                                      0  0     2             4   6                  8          10

                                             VDS, DRAIN TO SOURCE VOLTAGE (V)                                                                                        ID, DRAIN CURRENT (A)

FIGURE 12. CAPACITANCE vs DRAIN TO SOURCE VOLTAGE                                                                                             FIGURE 13. TRANSCONDUCTANCE vs DRAIN CURRENT

                                                                                                          5-5
                                               IRFBC40, IRFBC42
Typical Performance Curves Unless Otherwise Specified (Continued)

                             GATE TO SOURCE VOLTAGE (V)  20
                                                                ID = 6.2A
                                                                FOR TEST CIRCUIT, SEE FIGURES 19, 20

                                                         16
                                                                                                              VDS = 120V

                                                         12                                VDS = 240V

                                                                                                                                 VDS = 360V
                                                         8

                                                         4

                                                         0

                                                             0              12         24                       36        48                 60

                                                                               Qg(TOT), TOTAL GATE CHARGE (nC)

                             FIGURE 14. GATE TO SOURCE VOLTAGE vs GATE CHARGE

Test Circuits and Waveforms

                                                                       VDS

                                                                            L                                                                    BVDSS

VARY tP TO OBTAIN                                                                                                                            tP         VDS
                                                                                                                                     IAS
REQUIRED PEAK IAS        RG                                                         +                                                                                   VDD

VGS                                                                                   VDD
                                                                                    -

                                                                            DUT

                 tP                                                 IAS
0V                                                                                                           0

                                                                            0.01

                                                                                                                                                 tAV

FIGURE 15. UNCLAMPED ENERGY TEST CIRCUIT                                                                        FIGURE 16. UNCLAMPED ENERGY WAVEFORMS

                                                                                                                         tON                                 tOFF
                                                                                                                    td(ON)                              td(OFF)

                                                                                                                                 tr                                 tf
                                                                                                                     90%
                                                                RL                              VDS                                                                     90%

                                                                                 +

                     RG                                                           VDD                                  10%                                        10%
                                                                                                0                                                       90%
                                                                                 -
                                                                                                                                                            50%
                                                                    DUT

                                                                                                VGS                       50%
                                                                                                   10%
                                                                                                                                     PULSE WIDTH
                                                                                                0
VGS
        FIGURE 17. SWITCHING TIME TEST CIRCUIT                                                                  FIGURE 18. RESISTIVE SWITCHING WAVEFORMS

                                                                                           5-6
                                               IRFBC40, IRFBC42
Test Circuits and Waveforms (Continued)

                                          CURRENT     VDS                     VDD
                                      REGULATOR       (ISOLATED                               Qgs
                                                      SUPPLY)
        12V  0.2F 50k                                                                                   Qg(TOT)                      VGS
BATTERY                                               SAME TYPE                                    Qgd
                                                      AS DUT

                                      0.3F

                                                   D

                                      G               DUT                                                                        VDS
                                                                              0

                             IG(REF)               S                                       IG(REF)
0                                                                   VDS       0

                                      IG CURRENT      ID CURRENT                           FIGURE 20. GATE CHARGE WAVEFORMS

                                      SAMPLING        SAMPLING

                                      RESISTOR        RESISTOR

             FIGURE 19. GATE CHARGE TEST CIRCUIT

                                                                         5-7
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