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IRFW540

器件型号:IRFW540
厂商名称:Fairchild
厂商官网:http://www.fairchildsemi.com/
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器件描述

Advanced Power MOSFET

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IRFW540器件文档内容

Advanced Power MOSFET                                                    IRFW/I540A

FEATURES                                                                    BVDSS = 100 V
                                                                            RDS(on) = 0.052
n Avalanche Rugged Technology                                               ID = 28 A
n Rugged Gate Oxide Technology
n Lower Input Capacitance                                                   D2-PAK I2-PAK
n Improved Gate Charge
n Extended Safe Operating Area                                                       2
n 175 Operating Temperature
n Lower Leakage Current : 10 A (Max.) @ VDS = 100V                       1
n Lower RDS(ON) : 0.041  (Typ.)
                                                                                        1

                                                                            3              2

                                                                                              3

                                                                            1. Gate 2. Drain 3. Source

Absolute Maximum Ratings

Symbol                                    Characteristic                     Value               Units
  VDSS                                                                       100                   V
    ID     Drain-to-Source Voltage                                            28
   IDM                                                                      19.8                   A
   VGS     Continuous Drain Current (TC=25)                                  110
   EAS                                                                      20                    A
   IAR     Continuous Drain Current (TC=100)                                 523                   V
   EAR                                                                        28                  mJ
  dv/dt    Drain Current-Pulsed                                             10.7                   A
                                                                             6.5                  mJ
   PD      Gate-to-Source Voltage                                            3.8                 V/ns
                                                                             107                   W
TJ , TSTG  Single Pulsed Avalanche Energy                                   0.71                   W
                                                                                                 W/
    TL     Avalanche Current                                           - 55 to +175
                                                                                                   
           Repetitive Avalanche Energy                                       300

           Peak Diode Recovery dv/dt                             

           Total Power Dissipation (TA=25) *
           Total Power Dissipation (TC=25)

           Linear Derating Factor

           Operating Junction and

           Storage Temperature Range

           Maximum Lead Temp. for Soldering

           Purposes, 1/8? from case for 5-seconds

Thermal Resistance

Symbol                                    Characteristic           Typ.        Max.              Units
                                                                               1.4               /W
RJC                                       Junction-to-Case         --           40
RJA                                                                            62.5
RJA                                       Junction-to-Ambient *    --

                                          Junction-to-Ambient      --

* When mounted on the minimum pad size recommended (PCB Mount).

                                                                                                 Rev. B1

2001 Fairchild Semiconductor Corporation

                                                                                                          1
IRFW/I540A                                                                   N-CHANNEL
                                                                          POWER MOSFET

Electrical Characteristics (TC=25 unless otherwise specified)

Symbol      Characteristic                   Min. Typ. Max. Units        Test Condition
   BVDSS
             Drain-Source Breakdown Voltage   100 -- -- V                 VGS=0V,ID=250A
BV/TJ        Breakdown Voltage Temp. Coeff.    -- 0.11 -- V/              ID=250A See Fig 7
   VGS(th)   Gate Threshold Voltage           2.0 -- 4.0 V                VDS=5V,ID=250A
             Gate-Source Leakage , Forward                                VGS=20V
     IGSS    Gate-Source Leakage , Reverse     -- -- 100 nA               VGS=-20V
                                               -- -- -100                 VDS=100V
     IDSS    Drain-to-Source Leakage Current                              VDS=80V,TC=150
                                               -- -- 10
   RDS(on)                                     -- -- 100 A

     gFS     Static Drain-Source              -- -- 0.052  VGS=10V,ID=14A                    
     Ciss    On-State Resistance
    Coss
     Crss    Forward Transconductance         -- 22.56 -- S               VDS=40V,ID=14A     
    td(on)   Input Capacitance                -- 1320 1710
             Output Capacitance               -- 325 380 pF               VGS=0V,VDS=25V,f =1MHz
      tr     Reverse Transfer Capacitance     -- 148 170                           See Fig 5
    td(off)
             Turn-On Delay Time               -- 18 50                    VDD=50V,ID=28A,
      tf     Rise Time                                                    RG=9.1
     Qg      Turn-Off Delay Time              --      18  50   ns
     Qgs     Fall Time                        --      90  180
     Qgd                                                                  See Fig 13  
                                              -- 56 120

             Total Gate Charge                -- 60 78                VDS=80V,VGS=10V,
             Gate-Source Charge               -- 10.8 --       nC ID=28A
             Gate-Drain(iller? Charge         -- 27.9 --
                                                                      See Fig 6 & Fig 12  

Source-Drain Diode Ratings and Characteristics

Symbol                    Characteristic      Min. Typ. Max. Units        Test Condition
             Continuous Source Current
    IS       Pulsed-Source Current                --  -- 28    A          Integral reverse pn-diode
   ISM       Diode Forward Voltage          --
  VSD        Reverse Recovery Time                    -- 110              in the MOSFET
    trr      Reverse Recovery Charge
   Qrr                                      -- -- 1.5 V TJ=25,IS=28A,VGS=0V

                                              -- 132 -- ns TJ=25,IF=28A

                                              -- 0.63 -- C diF/dt=100A/s                  

Notes ;

Repetitive Rating : Pulse Width Limited by Maximum Junction Temperature

L=1mH, IAS=28A, VDD=25V, RG=27, Starting TJ =25
ISD28A, di/dt400A/s, VDDBVDSS , Starting TJ =25
Pulse Test : Pulse Width = 250s, Duty Cycle  2%

Essentially Independent of Operating Temperature

                                                                                                     2
                     N-CHANNEL                                                                                                                      IRFW/I540A
                  POWER MOSFET
                                                                                                                                                       Fig 2. Transfer Characteristics
                                                      Fig 1. Output Characteristics
                                                                                                                                          102
                                102     VGS

                                       Top : 15V

                                        10 V

                                        8.0 V

ID , Drain Current [A]                  7.0 V                                                            ID , Drain Current [A]

                                        6.0 V

                                        5.5 V                                                                                                            175 oC

                                        5.0 V

                                       Bottom : 4.5V

                                101                                                                                                       101

                                                                                                                                                  25 oC

                                                               @ Notes :                                                                                                - 55 oC        @ Notes :
                                                                                                                                                                                         1. VGS = 0 V
                                100                              1. 250 s Pulse Test                                                                                                    2. VDS = 40 V
                                  10-1                           2. TC = 25 oC                                                                                                           3. 250 s Pulse Test

                                                          100                          101                                                100  2                 4                  6          8                   10

                                                      VDS , Drain-Source Voltage [V]                                                                     VGS , Gate-Source Voltage [V]

                                        Fig 3. On-Resistance vs. Drain Current                                                                Fig 4. Source-Drain Diode Forward Voltage

                                0.08                                                                                                      102

RDS(on) , [ ]                   0.06                               VGS = 10 V                            IDR , Reverse Drain Current [A]
    Drain-Source On-Resistance
                                0.04                                                                                                      101

                                                                        VGS = 20 V

                                0.02                                           @ Note : TJ = 25 oC                                                175 oC                                   @ Notes :
                                0.00                                                                                                                      25 oC                              1. VGS = 0 V
                                                                                                                                                                                             2. 250 s Pulse Test
                                    0
                                                      30       60                 90                120                                   100
                                                                                                                                            0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
                                                          ID , Drain Current [A]
                                                                                                                                                           VSD , Source-Drain Voltage [V]

                                      Fig 5. Capacitance vs. Drain-Source Voltage                                                                 Fig 6. Gate Charge vs. Gate-Source Voltage

                                2500                           Ciss= Cgs+ Cgd ( Cds= shorted )                                            10                            VDS = 20 V
                                2000                           Coss= Cds+ Cgd
                                                               Crss= Cgd                                                                                                VDS = 50 V
                                              C iss
                                                                                                         VGS , Gate-Source Voltage [V]
Capacitance [pF]                                                                                                                                                    VDS = 80 V

                                1500                                              @ Notes :                                               5
                                              C oss                                 1. VGS = 0 V
                                                                                    2. f = 1 MHz
                                1000

                                              C rss
                                 500

                                                                                                                                                                                           @ Notes : ID =28.0 A

                                0                                                                                                         0
                                100                                101                                                                         0  10                20  30             40  50     60               70

                                                      VDS , Drain-Source Voltage [V]                                                                             QG , Total Gate Charge [nC]

                                                                                                                                                                                                                       3
IRFW/I540A                                                                                                                                                                                                N-CHANNEL
                                                                                                                                                                                                       POWER MOSFET

                                         Fig 7. Breakdown Voltage vs. Temperature                                                                           Fig 8. On-Resistance vs. Temperature

                                    1.2                                                                                                             3.0

BVDSS , (Normalized)                                                                                                RDS(on) , (Normalized)          2.5
    Drain-Source Breakdown Voltage                                                                                      Drain-Source On-Resistance
                                    1.1

                                                                                                                                                    2.0

                                    1.0                                                                                                             1.5

                                                                                                                                                    1.0

                                    0.9                                                       @ Notes :                                                                                                                @ Notes :

                                                                                                    1. VGS = 0 V                                    0.5                                                                1. VGS = 10 V

                                                                                                    2. ID = 250 A                                                                                                     2. ID = 14.0 A

                                    0.8                                                                                                             0.0
                                      -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200                                                                      -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200

                                                      TJ , Junction Temperature [oC]                                                                                  TJ , Junction Temperature [oC]

                                                Fig 9. Max. Safe Operating Area                                                                     Fig 10. Max. Drain Current vs. Case Temperature

                                    103                                                                                                             30

                                                       Operation in This Area                                                                       25
                                                       is Limited by R DS(on)

ID , Drain Current [A]              102                                                                     10 s          ID , Drain Current [A]

                                                                                                    100 s                                          20

                                                                                              1 ms

                                    101                                                10 ms                                                        15

                                                                                   DC

                                                                                                                                                    10

                                     100    @ Notes :                                                                                               5
                                    10-1      1. TC = 25 oC
                                              2. TJ = 175 oC
                                       100
                                              3. Single Pulse

                                                                           101                              102                                     0
                                                                                                                                                    25          50                        75           100        125  150             175

                                            VDS , Drain-Source Voltage [V]                                                                                               Tc , Case Temperature [oC]

                                                                                                            Fig 11. Thermal Response

                                            Z (t) , Thermal Response   100                                                                               @ Notes :
                                                                               D=0.5
                                              JC                                                                                                         1.  Z   J  C  (t)=1.4                o C/W    Max.
                                                                                0.2                                                                           

                                                                               0.1                                                                       2. Duty Factor, D=t1/t2
                                                                      10- 1 0.05
                                                                                                                                                         3.  TJ  M  -TC  =PD  M           *Z     J  C  (t)
                                                                               0.02                                                                                                            
                                                                               0.01
                                                                                              single pulse                                               PDM

                                                                                                                                                                       t1
                                                                                                                                                                           t

                                                                                                                                                                                       2

                                                                      10-  2    5      10- 4                10- 3   10- 2                                10- 1                            100                101

                                                                           10-

                                                                                       t1 , Square Wave Pulse Duration [sec]

                                                                                                                                                                                                                                       4
        N-CHANNEL                                             IRFW/I540A
     POWER MOSFET
                                   Fig 12. Gate Charge Test Circuit & Waveform

          * Current Regulator "                                      VGS

                   50K                    Same Type                                             Qg
                                            as DUT                                              Qgd

12V       200nF                                                      10V                           Charge

                         300nF

                                                                VDS           Qgs

                   VGS

                                          DUT

     3mA

                         R1                    R2

                   Current Sampling (IG) Current Sampling (ID)

                         Resistor            Resistor

                                 Fig 13. Resistive Switching Test Circuit & Waveforms

                   Vout                   RL                         Vout     90%
                Vin
          RG                                        VDD

                                                ( 0.5 rated VDS )

                                   DUT                               Vin 10%

10V

                                                                              td(on)        tr             td(off)         tf

                                                                                      t on                          t off

                         Fig 14. Unclamped Inductive Switching Test Circuit & Waveforms

                                     LL                                       EAS =   --1--     LL IAS2       BVDSS
                   VDS                                                                 2                 --------------------

                                      ID                                                                  BVDSS -- VDD

Vary tp to obtain                                                    BVDSS
required peak ID                                                         IAS

          RG                              C            VDD                                      ID (t)

               tp                  DUT                               VDD                            tp                                 VDS (t)
                                                                                                                               Time
10V

                                                                                                                               5
IRFW/I540A                                                                         N-CHANNEL
                                                                                POWER MOSFET

            Fig 15. Peak Diode Recovery dv/dt Test Circuit & Waveforms

                     DUT     +

                             VDS

                             --

                     IS
                                                     L

            VGS      Driver

                 RG          Same Type                                          VDD
                               as DUT
VGS
                                 dv/dt controlled by G
                                 IS controlled by Duty Factor ?

   VGS                       Gate Pulse Width
( Driver )           D = --------------------------
                             Gate Pulse Period                                  10V
    IS
( DUT )             IFM , Body Diode Forward Current
                                                                         di/dt
    VDS
( DUT )                                           IRM
                                            Body Diode Reverse Current

                             Body Diode Recovery dv/dt

                             Vf                                                 VDD

                                   Body Diode
                             Forward Voltage Drop

                                                                                              6
TRADEMARKS

The following are registered and unregistered trademarks Fairchild Semiconductor owns or is authorized to use and is
not intended to be an exhaustive list of all such trademarks.

ACExTM                    FAST                         OPTOLOGICTM           SMART STARTTM                     VCXTM
BottomlessTM              FASTrTM                       OPTOPLANARTM          STAR*POWERTM
CoolFETTM                 FRFETTM                       PACMANTM              StealthTM
CROSSVOLTTM               GlobalOptoisolatorTM          POPTM                 SuperSOTTM-3
DenseTrenchTM             GTOTM                         Power247TM            SuperSOTTM-6
DOMETM                    HiSeCTM                       PowerTrench          SuperSOTTM-8
EcoSPARKTM                ISOPLANARTM                   QFETTM                SyncFETTM
E2CMOSTM                  LittleFETTM                   QSTM                  TinyLogicTM
EnSignaTM                 MicroFETTM                    QT OptoelectronicsTM  TruTranslationTM
FACTTM                    MicroPakTM                    Quiet SeriesTM        UHCTM
FACT Quiet SeriesTM       MICROWIRETM                   SILENT SWITCHER      UltraFET

STAR*POWER is used under license
DISCLAIMER

FAIRCHILD SEMICONDUCTOR RESERVES THE RIGHT TO MAKE CHANGES WITHOUT FURTHER
NOTICE TO ANY PRODUCTS HEREIN TO IMPROVE RELIABILITY, FUNCTION OR DESIGN. FAIRCHILD
DOES NOT ASSUME ANY LIABILITY ARISING OUT OF THE APPLICATION OR USE OF ANY PRODUCT
OR CIRCUIT DESCRIBED HEREIN; NEITHER DOES IT CONVEY ANY LICENSE UNDER ITS PATENT
RIGHTS, NOR THE RIGHTS OF OTHERS.

LIFE SUPPORT POLICY

FAIRCHILD'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT

DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF FAIRCHILD SEMICONDUCTOR CORPORATION.

As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or           2. A critical component is any component of a life

systems which, (a) are intended for surgical implant into   support device or system whose failure to perform can

the body, or (b) support or sustain life, or (c) whose      be reasonably expected to cause the failure of the life

failure to perform when properly used in accordance         support device or system, or to affect its safety or

with instructions for use provided in the labeling, can be  effectiveness.
reasonably expected to result in significant injury to the

user.

PRODUCT STATUS DEFINITIONS

Definition of Terms

Datasheet Identification          Product Status                              Definition

Advance Information               Formative or              This datasheet contains the design specifications for
                                  In Design                 product development. Specifications may change in
                                                            any manner without notice.

Preliminary                       First Production          This datasheet contains preliminary data, and
                                                            supplementary data will be published at a later date.
                                                            Fairchild Semiconductor reserves the right to make
                                                            changes at any time without notice in order to improve
                                                            design.

No Identification Needed          Full Production           This datasheet contains final specifications. Fairchild
                                                            Semiconductor reserves the right to make changes at
                                                            any time without notice in order to improve design.

Obsolete                          Not In Production         This datasheet contains specifications on a product
                                                            that has been discontinued by Fairchild semiconductor.
                                                            The datasheet is printed for reference information only.

                                                                                                                  Rev. H4
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