Datasheet BSM15GD120DN2E3224 Datasheet (Infineon)

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

IGBT Power Module

• Power module

• 3-phase full-bridge

• Including fast free-wheel diodes

• Package with insulated metal base plate

Type

V

CE

I

C

Package Ordering Code

BSM 15 GD 120 DN2 1200V 25A ECONOPACK 2 C67076-A2504-A67 BSM 15 GD120DN2E3224 1200V 25A ECONOPACK 2K C67070-A2504-A67

Maximum Ratings Parameter

Collector-emitter voltage V Collector-gate voltage

R

= 20 k

GE

Ω

Gate-emitter voltage V DC collector current

T

= 25 °C

C

T

= 80 °C

C

Pulsed collector current, tp = 1 ms

T

= 25 °C

C

T

= 80 °C

C

Power dissipation per IGBT

T

= 25 °C

C

Symbol Values Unit

1200 V

V

CE CGR

1200

GE

I

C

± 20

A 25 15

I

Cpuls

50 30

P

tot

W

145 Chip temperature T Storage temperature T

Thermal resistance, chip case R Diode thermal resistance, chip case R Insulation test voltage, t = 1min. V

j stg

thJC thJC

is

D

+ 150 °C

-40 ... + 125

≤

0.86

≤ 1.5

2500 Vac

K/W

Creepage distance - 16 mm Clearance - 11 DIN humidity category, DIN 40 040 - F sec IEC climatic category, DIN IEC 68-1 - 40 / 125 / 56

1 Oct-201997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Electrical Characteristics, at Tj = 25 °C, unless otherwise specified Parameter

Static Characteristics

Gate threshold voltage

V

GE

= V

CE, IC

= 0.6 mA

Collector-emitter saturation voltage

V

= 15 V, IC = 15 A, Tj = 25 °C

GE

V

= 15 V, IC = 15 A, Tj = 125 °C

GE

Zero gate voltage collector current

V

= 1200 V, VGE = 0 V, Tj = 25 °C

CE

V

= 1200 V, VGE = 0 V, Tj = 125 °C

CE

Gate-emitter leakage current

V

= 20 V, VCE = 0 V

GE

AC Characteristics

Symbol Values Unit

min. typ. max.

V

GE(th)

V

4.5 5.5 6.5

V

CE(sat)

I

CES

I

GES

-

2.5

3.1

0.3

1.2

3

3.7 mA

0.5

nA

- - 150

Transconductance

V

= 20 V, IC = 15 A

CE

Input capacitance

V

= 25 V, VGE = 0 V, f = 1 MHz

CE

Output capacitance

V

= 25 V, VGE = 0 V, f = 1 MHz

CE

Reverse transfer capacitance

V

= 25 V, VGE = 0 V, f = 1 MHz

CE

g

C

fs

iss

oss

rss

S

5.5 - pF

- 1000 -

- 150 -

- 70 -

2 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Electrical Characteristics, at Tj = 25 °C, unless otherwise specified Parameter

Symbol Values Unit

min. typ. max.

Switching Characteristics, Inductive Load at Tj = 125 °C

Turn-on delay time

V

= 600 V, VGE = 15 V, IC = 15 A

CC

R

Gon

= 82

Ω

Rise time

V

= 600 V, VGE = 15 V, IC = 15 A

CC

R

Gon

= 82

Ω

Turn-off delay time

V

= 600 V, VGE = -15 V, IC = 15 A

CC

R

Goff

= 82

Ω

Fall time

V

= 600 V, VGE = -15 V, IC = 15 A

CC

R

Goff

= 82

Ω

t

d(on)

t

r

t

d(off)

t

f

- 55 110

- 45 90

- 400 600

- 70 100

ns

Free-Wheel Diode

Diode forward voltage

I

= 15 A, VGE = 0 V, Tj = 25 °C

F

I

= 15 A, VGE = 0 V, Tj = 125 °C

F

Reverse recovery time

I

= 15 A, VR = -600 V, VGE = 0 V

F

di

/dt = -800 A/µs, Tj = 125 °C

F

Reverse recovery charge

I

= 15 A, VR = -600 V, VGE = 0 V

F

di

/dt = -800 A/µs

F

T

= 25 °C

j

T

= 125 °C

j

V

t

Q

F

-

rr

2.4

1.9

2.9

-

V

µs

- 0.1 -

rr

-

1 3

-

µC

3 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Power dissipation

ƒ

P

=

(T

tot

parameter: T

P

tot

)

C

≤

150 °C

j

150

W

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

0 20 40 60 80 100 120 °C 160

Safe operating area

ƒ

I

=

(V

10

A

-1

CE

2

1

0

10

)

≤

150 °C

j

t

= 11.0µs

p

100 µs

1 ms

10 ms

0

10

1

10

DC

2

10

3

V

CE

C

parameter: D = 0, TC = 25°C , T

I

C

T

C

Collector current

ƒ

I

=

(T

C

parameter: V

I

C

)

C

≥

GE

26

A

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2 0

0 20 40 60 80 100 120 °C 160

15 V , T

≤

150 °C

j

Transient thermal impedance IGBT

=

ƒ

(t

)

p

Z

th JC

parameter: D = tp / T

0

10

K/W

Z

thJC

-1

10

D = 0.50

0.20

-2

10

single pulse

-3

10

-5

10

T

C

10

-4

10

-3

10

-2

10

-1

t

p

0.10

0.05

0.02

0.01

10 0 s

4 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Typ. output characteristics

I

= f (VCE)

C

parameter: t

30

A

26

24

I

C

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2 0

0 1 2 3 V 5

= 80 µs, Tj = 25 °C

p

17V 15V 13V 11V 9V 7V

Typ. output characteristics

I

= f (VCE)

C

parameter: t

30

A

26

24

I

C

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2 0

V

CE

= 80 µs, Tj = 125 °C

p

17V 15V 13V 11V 9V 7V

0 1 2 3 V 5

V

CE

Typ. transfer characteristics

IC = f (VGE) parameter: t

30

A

26

24

I

C

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2 0

= 80 µs, VCE = 20 V

p

0 2 4 6 8 10 V 14

V

GE

5 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 3224

Typ. gate charge

GE

V

GE

ƒ

=

(Q

)

Gate

= 15 A

C puls

20

V

16

14

12

10

8

6

4

2

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 nC 100

V parameter: I

Typ. capacitances

C = f (VCE)

parameter: VGE = 0 V, f = 1 MHz

1

10

nF

C

800 V600 V

Q

Gate

0

10

-1

10

-2

10

0 5 10 15 20 25 30 V 40

V

Ciss

Coss

Crss

CE

Reverse biased safe operating area

I

Cpuls

= f(VCE)

Tj = 150°C

,

parameter: VGE = 15 V

2.5

I

Cpuls/IC

1.5

1.0

0.5

0.0 0 200 400 600 800 1000 1200 V 1600

Short circuit safe operating area

I

= f(VCE) , Tj = 150°C

Csc

parameter: VGE = ± 15 V, tSC ≤ 10 µs, L < 50 nH

12

I

Csc/IC

V

CE

8

6

4

2

0

0 200 400 600 800 1000 1200 V 1600

V

CE

6 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Typ. switching time

I = f (IC) , inductive load , Tj = 125°C par.: V

t

= 600 V, VGE = ± 15 V, RG = 82

CE

3

10

ns

2

10

1

10

0 5 10 15 20 25 30 A 40

tdoff

tr tdon

tf

Typ. switching time

t = f (R

Ω

I

C

par.: V

t

) , inductive load , Tj = 125°C

G

= 600 V, VGE = ± 15 V, IC = 15 A

CE

3

10

ns

2

10

1

10

0 50 100 150 200

tdoff

tdon tr

tf

300

Ω

R

G

Typ. switching losses

E = f (IC) , inductive load , Tj = 125°C

par.: V

E

= 600 V, VGE = ± 15 V, RG = 82 Ω

CE

10

mWs

8

7

6

5

4

3

2

1

0

0 5 10 15 20 25 30 A 40

Eon

Eoff

Typ. switching losses

E = f (RG) , inductive load , Tj = 125°C par.: V

E

I

C

= 600V, VGE = ± 15 V, IC = 15 A

CE

10

mWs

8

7

6

5

4

3

2

1

0

0 50 100 150 200

Eon

Eoff

300

Ω

R

G

7 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Forward characteristics of fast recovery reverse diode

parameter: T

30

A

26

24

I

F

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2 0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 V 3.0

IF = f(VF)

j

T

j

Tj=25°C=125°C

V

Transient thermal impedance Diode

=

ƒ

(t

)

p

Z

th JC

parameter: D = tp / T

1

10

K/W

0

10

Z

thJC

-1

10

D = 0.50

-2

10

-5

single pulse

-4

10

-3

10

-2

-3

10

-4

10

F

10

-1

t

p

0.20

0.10

0.05

0.02

0.01

10 0 s

8 Oct-20-1997

BSM 15 GD 120 DN2 E3224

Circuit Diagram

Package Outline

Dimensions in mm Weight: 175+/-5 g

9 Oct-20-1997

Nutzungsbedingungen

Die in diesem Produktdatenblatt enthaltenen Daten sind ausschließlich für technisch geschultes Fachpersonal bestimmt. Die Beurteilung der Geeignetheit dieses Produktes für die von Ihnen anvisierte Anwendung sowie die Beurteilung der Vollständigkeit der bereitgestellten Produktdaten für diese Anwendung obliegt Ihnen bzw. Ihren technischen Abteilungen.

In diesem Produktdatenblatt werden diejenigen Merkmale beschrieben, für die wir eine liefervertragliche Gewährleistung übernehmen. Eine solche Gewährleistung richtet sich ausschließlich nach Maßgabe der im jeweiligen Liefervertrag enthaltenen Bestimmungen. Garantien jeglicher Art werden für das Produkt und dessen Eigenschaften keinesfalls übernommen.

Sollten Sie von uns Produktinformationen benötigen, die über den Inhalt dieses Produktdatenblatts hinausgehen und insbesondere eine spezifische Verwendung und den Einsatz dieses Produktes betreffen, setzen Sie sich bitte mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung (siehe www.eupec.com, Vertrieb&Kontakt). Für Interessenten halten wir Application Notes bereit.

Aufgrund der technischen Anforderungen könnte unser Produkt gesundheitsgefährdende Substanzen enthalten. Bei Rückfragen zu den in diesem Produkt jeweils enthaltenen Substanzen setzen Sie sich bitte ebenfalls mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung.

Sollten Sie beabsichtigen, das Produkt in gesundheits- oder lebensgefährdenden oder lebenserhaltenden Anwendungsbereichen einzusetzen, bitten wir um Mitteilung. Wir weisen darauf hin, dass wir für diese Fälle

- die gemeinsame Durchführung eines Risiko- und Qualitätsassessments;

- den Abschluss von speziellen Qualitätssicherungsvereinbarungen;

- die gemeinsame Einführung von Maßnahmen zu einer laufenden Produktbeobachtung dringend empfehlen und gegebenenfalls die Belieferung von der Umsetzung solcher Maßnahmen abhängig machen.

Soweit erforderlich, bitten wir Sie, entsprechende Hinweise an Ihre Kunden zu geben.

Inhaltliche Änderungen dieses Produktdatenblatts bleiben vorbehalten.

Terms & Conditions of usage

The data contained in this product data sheet is exclusively intended for technically trained staff. You and your technical departments will have to evaluate the suitability of the product for the intended application and the completeness of the product data with respect to such application.

This product data sheet is describing the characteristics of this product for which a warranty is granted. Any such warranty is granted exclusively pursuant the terms and conditions of the supply agreement. There will be no guarantee of any kind for the product and its characteristics.

Should you require product information in excess of the data given in this product data sheet or which concerns the specific application of our product, please contact the sales office, which is responsible for you (see www.eupec.com, sales&contact). For those that are specifically interested we may provide application notes.

Due to technical requirements our product may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact the sales office, which is responsible for you.

Should you intend to use the Product in health or live endangering or life support applications, please notify. Please note, that for any such applications we urgently recommend

- to perform joint Risk and Quality Assessments;

- the conclusion of Quality Agreements;

- to establish joint measures of an ongoing product survey, and that we may make delivery depended on the realization of any such measures.

If and to the extent necessary, please forward equivalent notices to your customers.

Changes of this product data sheet are reserved.