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MTW32N25

器件型号:MTW32N25
厂商名称:Motorola ( NXP )
厂商官网:https://www.nxp.com
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器件描述

TMOS POWER FET 32 AMPERES 250 VOLTS RDS(on) = 0.08 OHM

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MTW32N25器件文档内容

MOTOROLA                                                                                                        Order this document
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SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA

TM Designer's Data Sheet                                                                                MTW32N25E
TMOS E-FET.TM
Power Field Effect Transistor                                                                                   Motorola Preferred Device
TO-247 with Isolated Mounting Hole
                                                                                                            TMOS POWER FET
NChannel EnhancementMode Silicon Gate                                                                           32 AMPERES
                                                                                                                   250 VOLTS
   This advanced TMOS EFET is designed to withstand high                                            
energy in the avalanche and commutation modes. The new energy                                              RDS(on) = 0.08 OHM
efficient design also offers a draintosource diode with a fast                              D
recovery time. Designed for low voltage, high speed switching                                               CASE 340K01, Style 1
applications in power supplies, converters and PWM motor                                            S                TO247AE
controls, these devices are particularly well suited for bridge circuits
where diode speed and commutating safe operating areas are
critical and offer additional safety margin against unexpected
voltage transients.

Avalanche Energy Specified

SourcetoDrain Diode Recovery Time Comparable to a

Discrete Fast Recovery Diode

Diode is Characterized for Use in Bridge Circuits                                        G

IDSS and VDS(on) Specified at Elevated Temperature
Isolated Mounting Hole Reduces Mounting Hardware

MAXIMUM RATINGS (TC = 25C unless otherwise noted)                                                      Symbol  Value         Unit
                                                                 Rating
                                                                                                        VDSS    250           Vdc
  DrainSource Voltage
                                                                                                        VDGR    250           Vdc
  DrainGate Voltage (RGS = 1.0 M)
  GateSource Voltage -- Continuous                                                                     VGS      20          Vdc
  GateSource Voltage -- NonRepetitive (tp  10 ms)
                                                                                                        VGSM    40          Vpk

Drain Current -- Continuous                                                                             ID      32            Adc
Drain Current -- Continuous @ 100C
Drain Current -- Single Pulse (tp  10 s)                                                               ID      25

Total Power Dissipation                                                                                 IDM     96            Apk
   Derate above 25C
                                                                                                        PD      250           Watts

                                                                                                                2.0           W/C

Operating and Storage Temperature Range                                                                 TJ, Tstg 55 to 150  C

Single Pulse DraintoSource Avalanche Energy -- Starting TJ = 25C                                     EAS                   mJ
   (VDD = 100 Vdc, VGS = 10 Vdc, IL = 20 Apk, L = 3.0 mH, RG = 25 )
                                                                                                                600

Thermal Resistance -- Junction to Case                                                                  RJC     0.50          C/W
Thermal Resistance -- Junction to Ambient                                                               RJA
                                                                                                                40

Maximum Lead Temperature for Soldering Purposes, 1/8 from case for 10 seconds                           TL      260           C

Designer's Data for "Worst Case" Conditions -- The Designer's Data Sheet permits the design of most circuits entirely from the information presented. SOA Limit
curves -- representing boundaries on device characteristics -- are given to facilitate "worst case" design.

EFET and Designer's are trademarks of Motorola, Inc. TMOS is a registered trademark of Motorola, Inc.

Preferred devices are Motorola recommended choices for future use and best overall value.
REV 2

MMoototororloa,laIncT.M19O96S Power MOSFET Transistor Device Data                                                               1
MTW32N25E

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TJ = 25C unless otherwise noted)

                              Characteristic                                      Symbol    Min  Typ   Max   Unit

OFF CHARACTERISTICS                                                               V(BR)DSS

  DrainSource Breakdown Voltage                                                            250  300   --    Vdc
     (VGS = 0 Vdc, ID = 250 Adc)
     Temperature Coefficient (Positive)                                                     --   380   --    mV/C

  Zero Gate Voltage Drain Current                                                 IDSS                       Adc
     (VDS = 250 Vdc, VGS = 0 Vdc)                                                 IGSS
     (VDS = 250 Vdc, VGS = 0 Vdc, TJ = 125C)                                               --   --    10

  GateBody Leakage Current (VGS = 20 Vdc, VDS = 0)                                       --   --    100

ON CHARACTERISTICS (1)                                                                      --   --    100   nAdc

  Gate Threshold Voltage                                                          VGS(th)                    Vdc
     (VDS = VGS, ID = 250 Adc)
     Temperature Coefficient (Negative)                                                     2.0  --    4.0

                                                                                            --   7.0   --    mV/C

Static DrainSource OnResistance (VGS = 10 Vdc, ID = 16 Adc)                     RDS(on)   --   0.07  0.08  Ohm
                                                                                  VDS(on)
DrainSource OnVoltage (VGS = 10 Vdc)                                                                       Vdc
                                                                                     gFS
   (ID = 32 Adc)                                                                            --   2.2   2.6
   (ID = 16 Adc, TJ = 125C)                                                        Ciss
                                                                                    Coss    --   --    2.5
                                                                                    Crss
Forward Transconductance (VDS = 15 Vdc, ID = 16 Adc)                                        11   20    --    mhos
                                                                                   td(on)
DYNAMIC CHARACTERISTICS                                                               tr

Input Capacitance                                                                  td(off)  --   3800  5350  pF
Output Capacitance                                                                     tf
Reverse Transfer Capacitance             (VDS = 25 Vdc, VGS = 0 Vdc,                 QT     --   726   1020
                                                    f = 1.0 MHz)                     Q1
                                                                                     Q2
                                                                                     Q3     --   183   370

SWITCHING CHARACTERISTICS (2)                                                       VSD     --   31    60    ns
  TurnOn Delay Time
  Rise Time                              (VDD= 125 Vdc, ID = 32 Adc,                        --   133   266
  TurnOff Delay Time
  Fall Time                                        VGS = 10 Vdc,                            --   93    186
                                                     RG = 9.1 )

                                                                                            --   108   216

Gate Charge                                                                                 --   97    136   nC
   (See Figure 8)
                                                                                            --   22    --
                                         (VDS = 200 Vdc, ID = 32 Adc,
                                                  VGS = 10 Vdc)                             --   43    --

                                                                                            --   41    --

SOURCEDRAIN DIODE CHARACTERISTICS

Forward OnVoltage (1)                           (IS = 32 Adc, VGS = 0 Vdc)                                  Vdc
                                         (IS = 32 Adc, VGS = 0 Vdc, TJ = 125C)
                                                                                            --   1.0   1.5

                                                                                            --   0.92  --

Reverse Recovery Time                                                              trr      --   312   --    ns
   (See Figure 14)                                                                  ta
                                                                                    tb      --   220   --
                                         (IS = 32 Adc, VGS = 0 Vdc,               QRR
                                               dIS/dt = 100 A/s)                           --   93    --
                                                                                   LD
Reverse Recovery Stored Charge                                                              --   3.6   --    C

INTERNAL PACKAGE INDUCTANCE                                                                 --   4.5   --    nH

  Internal Drain Inductance
     (Measured from the drain lead 0.25 from package to center of die)

Internal Source Inductance                                                        LS        --   13    --    nH

   (Measured from the source lead 0.25 from package to source bond pad)

(1) Pulse Test: Pulse Width  300 s, Duty Cycle  2%.
(2) Switching characteristics are independent of operating junction temperature.

2                                                                        Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data
                                                                                                                                                                                                                    MTW32N25E

                                                                                       TYPICAL ELECTRICAL CHARACTERISTICS

                                            64                       VGS = 10 V                                7V                                              64                                           TJ = 55C
                                                  TJ = 25C                                  8V                                                                          VDS  10 V                                                   25C

                                            56                   9V                                            6V                                              56                                                            100C
                                                                                                                                                               48
I D , DRAIN CURRENT (AMPS)                  48                                                                     I D , DRAIN CURRENT (AMPS)                  40
                                                                                                                                                               32
                                            40                                                                                                                 24

                                            32

                                            24

                                            16                                                                                                                 16

                                                                                               5V

                                            8                                                                                                                  8

                                            0                                                                                                                  0      2  3          4       5                    6  7                      8
                                             0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
                                                          VDS, DRAINTOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)                                                                           VGS, GATETOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)

                                                      Figure 1. OnRegion Characteristics                                                                                Figure 2. Transfer Characteristics

RDS(on), DRAINTOSOURCE RESISTANCE (OHMS)  0.16                                                                   RDS(on), DRAINTOSOURCE RESISTANCE (OHMS)  0.084     TJ = 25C
                                                     VGS = 10 V                                                                                                 0.08
                                                                                 TJ = 100C
                                            0.14

                                            0.12

                                            0.1                                                                                                                0.076
                                                                                                                                                               0.072
                                            0.08                                 25C                                                                          0.068                        VGS = 10 V
                                                                                                                                                                                                 15 V
                                            0.06

                                            0.04                                  55C

                                            0.02  0  8           16 24 32 40 48 56 64                                                                          0.064
                                                                                                                                                                     0 8 16 24 32 40 48 56 64
                                                                     ID, DRAIN CURRENT (AMPS)                                                                                              ID, DRAIN CURRENT (AMPS)

                                                     Figure 3. OnResistance versus Drain Current                                                                     Figure 4. OnResistance versus Drain Current
                                                                         and Temperature                                                                                                   and Gate Voltage

RESISTANCE                                  2.0                                                                                                                10000
                                                    VGS = 10 V
                                                    ID = 2.0 A                                                                                                           VGS = 0 V

                                            1.6                                                                                                                1000                    TJ = 125C
                                                                                                                                                                                          100C
DRAINTOSOURCE                             1.2                                                                    IDSS , LEAKAGE (nA)
  (NORMALIZED)                                                                                                                                                 100

,                                           0.8                                                                                                                10
                                                                                                                                                                                                      25C
RDS(on)

                                            0.4                  0 25 50 75 100 125 150                                                                        1      0     50         100                  150     200                    250
                                              50 25           TJ, JUNCTION TEMPERATURE (C)

                                                                                                                                                                         VDS, DRAINTOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)

                                                     Figure 5. OnResistance Variation with                                                                              Figure 6. DrainToSource Leakage
                                                                        Temperature                                                                                               Current versus Voltage

Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data                                                                                                                                                                        3
MTW32N25E

                                           POWER MOSFET SWITCHING

   Switching behavior is most easily modeled and predicted           The capacitance (Ciss) is read from the capacitance curve at
by recognizing that the power MOSFET is charge controlled.           a voltage corresponding to the offstate condition when cal-
The lengths of various switching intervals (t) are deter-            culating td(on) and is read at a voltage corresponding to the
mined by how fast the FET input capacitance can be charged           onstate when calculating td(off).
by current from the generator.
                                                                        At high switching speeds, parasitic circuit elements com-
The published capacitance data is difficult to use for calculat-     plicate the analysis. The inductance of the MOSFET source
ing rise and fall because draingate capacitance varies              lead, inside the package and in the circuit wiring which is
greatly with applied voltage. Accordingly, gate charge data is       common to both the drain and gate current paths, produces a
used. In most cases, a satisfactory estimate of average input        voltage at the source which reduces the gate drive current.
current (IG(AV)) can be made from a rudimentary analysis of          The voltage is determined by Ldi/dt, but since di/dt is a func-
the drive circuit so that                                            tion of drain current, the mathematical solution is complex.
                                                                     The MOSFET output capacitance also complicates the
t = Q/IG(AV)                                                         mathematics. And finally, MOSFETs have finite internal gate
During the rise and fall time interval when switching a resis-       resistance which effectively adds to the resistance of the
tive load, VGS remains virtually constant at a level known as        driving source, but the internal resistance is difficult to mea-
the plateau voltage, VSGP. Therefore, rise and fall times may        sure and, consequently, is not specified.
be approximated by the following:
                                                                        The resistive switching time variation versus gate resis-
tr = Q2 x RG/(VGG VGSP)                                            tance (Figure 9) shows how typical switching performance is
tf = Q2 x RG/VGSP                                                    affected by the parasitic circuit elements. If the parasitics
where                                                                were not present, the slope of the curves would maintain a
                                                                     value of unity regardless of the switching speed. The circuit
VGG = the gate drive voltage, which varies from zero to VGG          used to obtain the data is constructed to minimize common
RG = the gate drive resistance                                       inductance in the drain and gate circuit loops and is believed
and Q2 and VGSP are read from the gate charge curve.                 readily achievable with board mounted components. Most
During the turnon and turnoff delay times, gate current is         power electronic loads are inductive; the data in the figure is
not constant. The simplest calculation uses appropriate val-         taken with a resistive load, which approximates an optimally
ues from the capacitance curves in a standard equation for           snubbed inductive load. Power MOSFETs may be safely op-
voltage change in an RC network. The equations are:                  erated into an inductive load; however, snubbing reduces
                                                                     switching losses.
td(on) = RG Ciss In [VGG/(VGG VGSP)]
td(off) = RG Ciss In (VGG/VGSP)

                                8000 VDS = 0 V     VGS = 0 V                         TJ = 25C
                                7000 Ciss
           C, CAPACITANCE (pF)
                                6000

                                5000

                                4000 Crss                                      Ciss

                                3000

                                2000

                                1000                                 Crss      Coss

                                010        5    0                 5        10  15    20         25

                                              VGS VDS

                                      GATETOSOURCE OR DRAINTOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)

                                              Figure 7. Capacitance Variation

4                                                                          Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data
                                                                                                                                                                                         MTW32N25E

VGS, GATETOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)12QT                               300                                       VDS, DRAINTOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)  1000
                                                                                                    t, TIME (ns)Q2
10                                                                    250                                                                                      VDD = 125 V
                                                  VGS                                                                                                          ID = 32 A
8                                                                                                                                                             VGS = 10 V
          Q1                                                          200                                                                                      TJ = 25C

6                                                                    150                                                                             100                   tr
                                                                                                                                                                            tf

                                                                                                                                                                            td(off)

4                                                            100

2                                                 ID = 32 A 50                                                                                                              td(on)

              Q3                             VDS  TJ = 25C

0                                                            0                                                                                        10   1                         10                 100

   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

                  QT, TOTAL CHARGE (nC)                                                                                                                                     RG, GATE RESISTANCE (OHMS)

   Figure 8. GateToSource and DrainToSource                                                                                                               Figure 9. Resistive Switching Time
                 Voltage versus Total Charge                                                                                                                  Variation versus Gate Resistance

                  IS, SOURCE CURRENT (AMPS)DRAINTOSOURCE DIODE CHARACTERISTICS

                                            32
                                                  VGS = 0 V
                                                  TJ = 25C

                                            24

                                             16

                                             8

                                             0
                                             0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1.0

                                                           VSD, SOURCETODRAIN VOLTAGE (VOLTS)
                                              Figure 10. Diode Forward Voltage versus Current

                                                  SAFE OPERATING AREA

   The Forward Biased Safe Operating Area curves define                                                                                               able operation, the stored energy from circuit inductance dis-
                                                                                                                                                      sipated in the transistor while in avalanche must be less than
the maximum simultaneous draintosource voltage and                                                                                                  the rated limit and adjusted for operating conditions differing
                                                                                                                                                      from those specified. Although industry practice is to rate in
drain current that a transistor can handle safely when it is for-                                                                                     terms of energy, avalanche energy capability is not a con-
                                                                                                                                                      stant. The energy rating decreases nonlinearly with an in-
ward biased. Curves are based upon maximum peak junc-                                                                                                 crease of peak current in avalanche and peak junction
tion temperature and a case temperature (TC) of 25C. Peak                                                                                            temperature.
repetitive pulsed power limits are determined by using the
                                                                                                                                                         Although many EFETs can withstand the stress of drain
thermal response data in conjunction with the procedures                                                                                              tosource avalanche at currents up to rated pulsed current
                                                                                                                                                      (IDM), the energy rating is specified at rated continuous cur-
discussed in AN569, "Transient Thermal ResistanceGeneral                                                                                             rent (ID), in accordance with industry custom. The energy rat-
                                                                                                                                                      ing must be derated for temperature as shown in the
Data and Its Use."                                                                                                                                    accompanying graph (Figure 12). Maximum energy at cur-
                                                                                                                                                      rents below rated continuous ID can safely be assumed to
   Switching between the offstate and the onstate may tra-                                                                                          equal the values indicated.

verse any load line provided neither rated peak current (IDM)
nor rated voltage (VDSS) is exceeded and the transition time
(tr,tf) do not exceed 10 s. In addition the total power aver-
aged over a complete switching cycle must not exceed

(TJ(MAX) TC)/(RJC).
   A Power MOSFET designated EFET can be safely used

in switching circuits with unclamped inductive loads. For reli-

Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data                                                                                                                                                       5
MTW32N25E

                                                                          SAFE OPERATING AREA

I D , DRAIN CURRENT (AMPS)  100                                                   100 s             EAS, SINGLE PULSE DRAINTOSOURCE  600
                                     VGS = 20 V                                                         AVALANCHE ENERGY (mJ)
                                     SINGLE PULSE                                                                                                                                                       ID = 32 A
                                                                                                                                        500
                                     TC = 25C

                            10                                                                                                          400

                                                                                  1 ms                                                  300

                            1.0                                                   10 ms                                                 200
                                                                                  dc
                            0.1
                               0.1                    RDS(on) LIMIT                                                                     100
                                                      THERMAL LIMIT

                                                      PACKAGE LIMIT

                                                 1.0  10             100                  1000                                              0  25    50        75  100      125                                    150

                                            VDS, DRAINTOSOURCE VOLTAGE (VOLTS)                                                                     TJ, STARTING JUNCTION TEMPERATURE (C)

                                    Figure 11. Maximum Rated Forward Biased                                                                    Figure 12. Maximum Avalanche Energy versus
                                                    Safe Operating Area                                                                                   Starting Junction Temperature

r(t), NORMALIZED EFFECTIVE       1.0                                                                 P(pk)
   TRANSIENT THERMAL RESISTANCE         D = 0.5
                                                                                                              t1
                                        0.2                                                                        t2
                                        0.1
                                 0.1 0.05                                                                DUTY CYCLE, D = t1/t2
                                       0.02

                                 0.01                 0.01                                                                                                     RJC(t) = r(t) RJC
                                                                                                                                                               D CURVES APPLY FOR POWER
                                                      SINGLE PULSE
                                                                                                                                                               PULSE TRAIN SHOWN

                                                                                                                                                               READ TIME AT t1
                                                                                                                                                               TJ(pk) TC = P(pk) RJC(t)

                                 0.001                1.0E04        1.0E03                    1.0E02                                              1.0E01       1.0E+00                 1.0E+01
                                   1.0E05                                                      t, TIME (s)

                                                                          Figure 13. Thermal Response

                                                                                              di/dt
                                                                     IS

                                                                                                     trr

                                                                                                ta        tb

                                                                                                                                                         TIME

                                                                                  tp                                                        0.25 IS

                                                                                                                                        IS

                                                                     Figure 14. Diode Reverse Recovery Waveform

6                                                                                                                                       Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data
                                                                                                MTW32N25E

                                       PACKAGE DIMENSIONS

Q                                                   E     T
                                                   C
0.25 (0.010) M T B M         B                                          4  NOTES:
                                                                                 1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
        U                                  L                                       Y14.5M, 1982.
A                                       R                                        2. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETER.

                    1 23               Y                                      MILLIMETERS     INCHES

                                                                             DIM MIN MAX MIN MAX

                                                                             A 19.7 20.3 0.776 0.799

                                                                             B 15.3 15.9 0.602 0.626

                                                                             C 4.7 5.3 0.185 0.209

                                                                             D 1.0 1.4 0.039 0.055

                                                                             E  1.27 REF        0.050 REF

                                                                             F  2.0             2.4 0.079 0.094

    P                                                                        G  5.5 BSC         0.216 BSC
K
                                                                             H 2.2 2.6 0.087 0.102

                                                                             J  0.4 0.8 0.016 0.031

                                                                             K 14.2 14.8 0.559 0.583

                                                                             L  5.5 NOM         0.217 NOM

                                    V                              H         P  3.7             4.3 0.146 0.169
                             G                     J
                        F                                                    Q 3.55 3.65 0.140 0.144
                          D
                                                                             R  5.0 NOM         0.197 NOM
0.25 (0.010) M Y Q S
                                                                             U  5.5 BSC         0.217 BSC

                                                                             V  3.0             3.4 0.118 0.134

                                                                             STYLE 1:
                                                                                PIN 1. GATE
                                                                                     2. DRAIN
                                                                                     3. SOURCE
                                                                                     4. DRAIN

                                              CASE 340K01
                                                  ISSUE O

Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data                                                                          7
MTW32N25E

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8                                                                       */D* Motorola TMOS Power MOSFET Transistor Device Data/D
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