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STD3NK80Z_09

器件型号:STD3NK80Z_09
器件类别:半导体    分立半导体   
厂商名称:ST(意法半导体)
厂商官网:http://www.st.com/
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器件描述

2.5 A, 800 V, 4.5 ohm, N-CHANNEL, Si, POWER, MOSFET, TO-251

2.5 A, 800 V, 4.5 ohm, N沟道, 硅, POWER, 场效应管, TO-251

参数
端子数量3
最小击穿电压800 V
加工封装描述ROHS COMPLIANT, IPAK-3
无铅Yes
欧盟RoHS规范Yes
状态ACTIVE
包装形状矩形的
包装尺寸IN-线
端子形式THROUGH-孔
端子涂层MATTE 锡
端子位置单一的
包装材料塑料/环氧树脂
结构单一的 WITH BUILT-IN 二极管
元件数量1
晶体管应用开关
晶体管元件材料
通道类型N沟道
场效应晶体管技术金属-OXIDE SEMICONDUCTOR
操作模式ENHANCEMENT
晶体管类型通用电源
最大漏电流2.5 A
额定雪崩能量170 mJ
最大漏极导通电阻4.5 ohm
最大漏电流脉冲10 A

STD3NK80Z_09器件文档内容

                            STD3NK80Z, STD3NK80Z-1
                               STF3NK80Z, STP3NK80Z

N-channel 800 V, 3.8 , 2.5 A, TO-220, TO-220FP, DPAK, IPAK
                   Zener-protected SuperMESHTM Power MOSFET

Features

      Type         VDSS   RDS(on)         ID               TO-220                                            3
                (@Tjmax)                                                                                  2
STP3NK80Z                < 4.5         2.5 A
STF3NK80Z        800 V   < 4.5         2.5 A                                       TO-220FP1
STD3NK80Z        800 V   < 4.5         2.5 A
STD3NK80Z-1       800 V   < 4.5         2.5 A
                  800 V

Extremely high dv/dt capability                                           3                           3
100% avalanche tested                                                 1                            2
Gate charge minimized                                                                            1
Very low intrinsic capacitances                           DPAK
Very good manufacturing repeatability                                              IPAK

Application                                        Figure 1. Internal schematic diagram

Switching applications                                                                        D(2)

Description                                                G(1)

The SuperMESHTM series is obtained through an                                 S(3)
extreme optimization of ST's well established
strip-based PowerMESHTM layout. In addition to                                      AM01476v1
pushing on-resistance significantly down, special
care is taken to ensure a very good dv/dt
capability for the most demanding applications.
Such series complements ST full range of high
voltage MOSFETs including revolutionary
MDmeshTM products.

Table 1. Device summary   Marking                          Package                   Packaging
            Order codes   P3NK80Z                           TO-220                       Tube
            STP3NK80Z     F3NK80Z                          TO-220FP                      Tube
            STF3NK80Z     D3NK80Z                             DPAK
           STD3NK80ZT4    D3NK80Z                                                   Tape and reel
           STD3NK80Z-1                                        IPAK                       Tube

September 2009                          Doc ID 9565 Rev 6                                                       1/18

                                                                                    www.st.com                        18
Contents  STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

Contents

1     Electrical ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2     Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

      2.1 Electrical characteristics (curves) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3     Test circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4     Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

5     Packing mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6     Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2/18      Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z                                        Electrical ratings

1  Electrical ratings

   Table 2. Absolute maximum ratings

                                                                        Value

   Symbol  Parameter                                          TO-220, DPAK          TO-220FP   Unit
                                                                    IPAK
                                                                                                 V
   VDS     Drain-source voltage (VGS = 0)                                     800                V
   VDGR    Drain-gate voltage (RGS = 20 k)                                                       V
   VGS     Gate-source voltage                                                800                A
                                                                                                 A
                                                                               30               A
                                                                                                 W
   ID Drain current (continuous) at TC = 25 C                2.5                   2.5 (1)    W/C

     ID    Drain current (continuous) at TC=100 C            1.57                  1.57 (1)
   IDM(2)  Drain current (pulsed)
                                                                    10              10 (1)

   PTOT    Total dissipation at TC = 25 C                          70              25
           Derating factor
                                                              0.56                  0.2

                 Gate source ESD                                        2000                   V
   VESD(G-S) (HBM-C=100 pF, R=1.5 k)
    dv/dt (3) Peak diode recovery voltage slope                               4.5              V/ns
                                                                                         2500    V
   VISO    Insulation withstand voltage (DC)
    TJ                                                                  -55 to 150             C
   Tstg    Operating junction temperature
           Storage temperature

   1. Limited only by maximum temperature allowed
   2. Pulse width limited by safe operating area
   3. ISD  2.5 A, di/dt  200 A/s, VDD  V(BR)DSS, Tj  TJMAX.

   Table 3. Thermal data

                                                                        Value

   Symbol  Parameter                                                                DPAK       Unit
                                                                                    IPAK
                                                              TO-220    TO-220FP

   Rthj-case Thermal resistance junction-case max             1.78            5         1.78 C/W
                                                                                        100 C/W
   Rthj-a Thermal resistance junction-ambient max                       62.5

   Tl      Maximum lead temperature for soldering                             300              C
           purpose

                          Doc ID 9565 Rev 6                                                    3/18
Electrical ratings  STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

      Table 4. Avalanche characteristics

      Symbol        Parameter                                        Value  Unit

      IAR           Avalanche current, repetitive or not-repetitive  2.5    A

                    (pulse width limited by Tj Max)

      EAS           Single pulse avalanche energy                    170    mJ

                    (starting Tj=25 C, ID=IAR, VDD=50 V)

4/18                Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z                           Electrical characteristics

2  Electrical characteristics

   (TCASE=25 C unless otherwise specified)

   Table 5.       On/off states                       Test conditions  Min. Typ. Max. Unit
     Symbol               Parameter

   V(BR)DSS       Drain-source breakdown     ID = 1 mA, VGS= 0         800                                     V
                  voltage

                  Zero gate voltage drain    VDS = max rating,                    1  A
                  current (VGS = 0)          VDS = max rating,
   IDSS                                      Tc = 125 C

    IGSS          Gate body leakage current  VGS = 20 V                                   50 A
   VGS(th)        (VGS = 0)                                                                10 A
   RDS(on)                                                             3 3.75 4.5 V
                  Gate threshold voltage     VDS = VGS, ID = 50 A              3.8 4.5

                  Static drain-source on     VGS = 10 V, ID = 1.25 A
                  resistance

   Table 6. Dynamic

   Symbol         Parameter                           Test conditions  Min. Typ. Max. Unit

   gfs (1)        Forward transconductance VDS =15 V, ID = 1.25 A      -    2.1   -  S

    Ciss          Input capacitance          VDS =25 V, f=1 MHz,            485      pF
   Coss           Output capacitance         VGS=0
   Crss           Reverse transfer                                     -    57    -  pF
                  capacitance
                                                                            11       pF

   Coss      (2)  Equivalent output          VGS=0, VDS =0 to 640 V    -    22    -  pF
         eq.      capacitance

   td(on)         Turn-on delay time         VDD=400 V, ID= 1.25 A,         17       ns
     tr           Rise time                  RG= 4.7 , VGS=10 V
                  Off-voltage rise time      (see Figure 19)           -    27    -  ns
   td(off)        Fall time
     tf                                                                     36       ns

                                                                            40       ns

   Qg Total gate charge                      VDD=640 V, ID = 2.5 A          19       nC
   Qgs Gate-source charge                    VGS =10 V
   Qgd Gate-drain charge                                               -    3.2   -  nC

                                                                            10.8     nC

   1. Pulsed: pulse duration=300 s, duty cycle 1.5%

   2. Coss eq. is defined as a constant equivalent capacitance giving the same charging time as Coss when VDS
        increases from 0 to 80% VDSS

                                         Doc ID 9565 Rev 6                                                     5/18
Electrical characteristics                STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

      Table 7.  Source drain diode                       Test conditions      Min Typ. Max Unit
        Symbol              Parameter

        ISD     Source-drain current                                          -       2.5 A
      ISDM(1)   Source-drain current (pulsed)
      VSD(2)    Forward on voltage                                            -       10 A

                                                         ISD= 2.5 A, VGS=0    -       1.6 V

       trr      Reverse recovery time                    ISD= 2.5 A,             384     ns
       Qrr      Reverse recovery charge                  di/dt = 100 A/s,
      IRRM      Reverse recovery current                 VDD=50 V             - 1600     C
                                                         (see Figure 21)
                                                                                 8.4     A

       trr      Reverse recovery time                    ISD= 2.5 A,             474     ns
       Qrr      Reverse recovery charge                  di/dt = 100 A/s,
      IRRM      Reverse recovery current                                      - 2100     C
                                                         VDD=50 V, Tj=150 C
                                                         (see Figure 21)         8.8     A

      1. Pulse width limited by safe operating area
      2. Pulsed: pulse duration=300 s, duty cycle 1.5%

      Table 8. Gate-source Zener diode

      Symbol                Parameter                    Test conditions      Min. Typ. Max. Unit

      BVGSO(1) Gate-source breakdown voltage Igs= 1mA (open drain) 30           -    -                                 V

      1. The built-in back-to-back Zener diodes have specifically been designed to enhance not only the device's
           ESD capability, but also to make them safely absorb possible voltage transients that may occasionally be
           applied from gate to source. In this respect the Zener voltage is appropriate to achieve an efficient and
           cost-effective intervention to protect the device's integrity. These integrated Zener diodes thus avoid the
           usage of external components.

6/18                        Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z            Electrical characteristics

2.1  Electrical characteristics (curves)

Figure 2. Safe operating area for    Figure 3. Thermal impedance for
                 TO-220, DPAK, IPAK                   TO-220, DPAK, IPAK

Figure 4. Safe operating area for TO-220FP Figure 5. Thermal impedance for TO-220FP

Figure 6. Output characteristics     Figure 7. Transfer characteristics

                                     Doc ID 9565 Rev 6                    7/18
Electrical characteristics  STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z
Figure 8. Transconductance         Figure 9. Static drain-source on resistance

Figure 10. Gate charge vs gate-source voltage Figure 11. Capacitance variations

Figure 12. Normalized gate threshold voltage Figure 13. Normalized on resistance vs

      vs temperature                           temperature

8/18                        Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z               Electrical characteristics

Figure 14. Source-drain diode forward   Figure 15. Normalized BVDSS vs temperature
                 characteristics

Figure 16. Maximum avalanche
                 energy vs temperature

                                        Doc ID 9565 Rev 6  9/18
Test circuits                                                      STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

3          Test circuits

Figure 17. Switching times test circuit for                             Figure 18. Gate charge test circuit
                 resistive load

                                                                                                                                         VDD

                                                                                                   12V       47k                         1k

                                                                                                                    100nF

                                      RL      2200           3.3
                                                             F VDD
                                              F                                                   IG=CONST
                                                                                                   2.7k
                       VD                                               Vi=20V=VGMAX                                100             D.U.T.
            VGS                                                                                                                              VG
                                      D.U.T.                                            2200
                        RG                                                              F

   PW                                                                                                  47k

                                                                              PW         1k

                                                             AM01468v1                                                                   AM01469v1

Figure 19. Test circuit for inductive load                              Figure 20. Unclamped inductive load test

           switching and diode recovery times                                            circuit

                 A          AA                                                                          L
           D
        G                   FAST          L=100H                                             VD                    2200            3.3
   25          D.U.T.       DIODE
                                                                                                                                         VDD
           S                                                                                                        F              F
                 B
                                   B                3.3      1000

                            B                       F       F    VDD

                                          D                                                   ID

                                   G

                       RG                 S                             Vi

                                                                                                            D.U.T.

                                                                                     Pw                                                  AM01471v1

                                                             AM01470v1

Figure 21. Unclamped inductive waveform Figure 22. Switching time waveform

                                                   V(BR)DSS                                   ton                            toff
                                   VD                                                                                     tdoff tf
                                                                                         tdon      tr

                           IDM                                                                90%                                            90%
               ID                                                                                                                        10%
                                                                                                           10% VDS
   VDD                                                                         0
                                                             VDD                                                               90%
                                                                                                            VGS

                                                             AM01472v1      0            10%                                             AM01473v1

10/18                                                        Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z  Package mechanical data

4  Package mechanical data

   In order to meet environmental requirements, ST offers these devices in different grades of
   ECOPACK packages, depending on their level of environmental compliance. ECOPACK

   specifications, grade definitions and product status are available at: www.st.com.

   ECOPACK is an ST trademark.

   Doc ID 9565 Rev 6                          11/18
Package mechanical data                            STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

                                      Dim          TO-220 mechanical data

                                        A    Min    mm         Max          Min   inch   Max
                                         b  4.40    Typ        4.60        0.173   Typ   0.181
                                        b1  0.61               0.88        0.024         0.034
                                         c  1.14   1.27        1.70        0.044  0.050  0.066
                                        D   0.48               0.70        0.019         0.027
                                       D1   15.25  16.40       15.75              0.645  0.62
                                        E          28.90                    0.6   1.137
                                         e    10               10.40                     0.409
                                        e1  2.40               2.70        0.393         0.106
                                        F   4.95               5.15        0.094         0.202
                                       H1   1.23               1.32        0.194         0.051
                                        J1  6.20               6.60        0.048         0.256
                                         L  2.40               2.72        0.244         0.107
                                        L1    13                 14        0.094         0.551
                                       L20  3.50               3.93        0.511         0.154
                                       L30                                 0.137
                                       P    3.75               3.85                      0.151
                                        Q   2.65               2.95        0.147         0.116
                                                                           0.104

12/18                                       Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z               Package mechanical data

              TO-220FP mechanical data

Dim.          Min.                                mm               Max.
                                                     Typ.
  A           4.4                                                    4.6
  B           2.5                                      16            2.7
  D           2.5                                                   2.75
  E           0.45                                                   0.7
  F           0.75                                                    1
F1           1.15                                                  1.70
F2           1.15                                                   1.5
  G           4.95                                                   5.2
G1           2.4                                                    2.7
  H            10                                                   10.4
L2
L3           28.6                                                  30.6
L4           9.8                                                   10.6
L5           2.9                                                    3.6
L6           15.9                                                  16.4
L7             9                                                    9.3
Dia             3                                                    3.2

                             L7                                   E

      A                                                           F
           B
                                                                            G
              Dia                                          D       G1
                         L6                       L5
                                                                  7012510_Rev_J
                                                           F1 F2
                                                                                   13/18
      H

                             L2                            L4

                                              L3

                    Doc ID 9565 Rev 6
Package mechanical data        STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

                         TO-252 (DPAK) mechanical data

       DIM.              min.  mm.                      max.
                         2.20  typ                      2.40
         A               0.90                           1.10
        A1               0.03  5.10                     0.23
        A2               0.64  4.70                     0.90
         b               5.20  2.28                     5.40
        b4               0.45                           0.60
         c               0.48  2.80                     0.60
        c2               6.00  0.80                     6.20
         D                     0.20
        D1               6.40                           6.60
         E
        E1               4.40                           4.60
         e               9.35                           10.10
        e1
         H                 1                              1
         L
        L1               0.60                            8o
        L2
        L4                0o
         R
        V2

14/18                                                                                                    0068772_G

                               Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z             Package mechanical data

            TO-251 (IPAK) mechanical data

DIM.  min.                                    mm.        max.
      2.20                                    typ        2.40
  A   0.90                                               1.10
A1   0.64                                               0.90
  b                                                      0.95
b2   5.20                                               5.40
b4   0.45                                               0.60
  c   0.48                                               0.60
c2   6.00                                               6.20
  D   6.40                                               6.60
  E
  e                                                2.28  4.60
e1   4.40
  H                                                      9.40
  L                                               16.10  1.20
(L1)  9.00
L2   0.80
V1
                                                   0.80
                                                   10 o

                                                         0068771_H

            Doc ID 9565 Rev 6                                       15/18
Packing mechanical data               STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

5      Packing mechanical data

             DPAK FOOTPRINT

             All dimensions are in millimeters

                               TAPE AND REEL SHIPMENT

                                                         REEL MECHANICAL DATA

                                                         DIM.   mm       inch

                                                               MIN. MAX. MIN. MAX.

                                                         A          330         12.992

                                                         B 1.5           0.059

                                                         C 12.8 13.2 0.504 0.520

                                                         D 20.2          0.795

                                                         G 16.4 18.4 0.645 0.724

                                                         N 50            1.968

                                                         T         22.4         0.881

       TAPE MECHANICAL DATA                              BASE QTY        BULK QTY
                                                             2500            2500
               mm              inch
       DIM.
             MIN. MAX. MIN. MAX.

       A0 6.8 7 0.267 0.275

       B0 10.4 10.6 0.409 0.417

       B1                12.1         0.476

       D 1.5 1.6 0.059 0.063

       D1 1.5                  0.059

       E 1.65 1.85 0.065 0.073

       F 7.4 7.6 0.291 0.299

       K0 2.55 2.75 0.100 0.108

       P0 3.9 4.1 0.153 0.161

       P1 7.9 8.1 0.311 0.319

       P2 1.9 2.1 0.075 0.082

       R 40                    1.574

       W 15.7 16.3 0.618 0.641

16/18                                 Doc ID 9565 Rev 6
STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z                  Revision history

6  Revision history

   Table 9. Revision history

   Date         Revision                           Changes

   09-Sep-2004  3         Complete document
   10-Aug-2006
   26-Feb-2009  4         New template, no content change
   07-Sep-2009
                5         Updated mechanical data

                6         VESD(G-S) value has been corrected

                              Doc ID 9565 Rev 6               17/18
       STD3NK80Z, STD3NK80Z-1, STF3NK80Z, STP3NK80Z

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18/18  Doc ID 9565 Rev 6
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