Datasheet BSM400GA120DN2 Datasheet (Infineon)

BSM 400 GA 120 DN2

IGBT Power Module

• Single switch

• Including fast free-wheeling diodes

• Package with insulated metal base plate

Type

V

CE

I

C

Package Ordering Code

BSM 400 GA 120 DN2 1200V 550A SINGLE SWITCH C67070-A2302-A70
BSM 400 GA 120 DN2 S 1200V 550A SSW SENSE 1 C67070-A2308-A70

Maximum Ratings
Parameter

Collector-emitter voltage V
Collector-gate voltage

R

= 20 kΩ

GE

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

= 125 °C

C

Symbol Values Unit

1200 V

V

CE
CGR

1200

GE

I

C

± 20

A
550
400

I

Cpuls

1100

800

Power dissipation per IGBT

T

= 25 °C

C

P

Chip temperature T
Storage temperature T

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

tot

j
stg

thJC
thJC

is

2700
+ 150 °C

-40 ... + 125

≤

0.045 K/W

≤

D

0.09

2500 Vac

W

Creepage distance - 20 mm
Clearance - 11
DIN humidity category, DIN 40 040 - F sec
IEC climatic category, DIN IEC 68-1 - 40 / 125 / 56

1 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

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

Static Characteristics

Gate threshold voltage

V

GE

= V

CE, IC

= 16 mA

Collector-emitter saturation voltage

V

= 15 V, IC = 400 A, Tj = 25 °C

GE

V

= 15 V, IC = 400 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

6
24

3

3.7
mA

8

­nA

- - 400

Transconductance

V

= 20 V, IC = 400 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

C

C

fs

iss

oss

rss

S

216 - -

nF

- 26 -

- 4 -

- 2 -

2 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

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 = 400 A

CC

R

Gon

= 2.7

Ω

Rise time

V

= 600 V, VGE = 15 V, IC = 400 A

CC

R

Gon

= 2.7

Ω

Turn-off delay time

V

= 600 V, VGE = -15 V, IC = 400 A

CC

R

Goff

= 2.7

Ω

Fall time

V

= 600 V, VGE = -15 V, IC = 400 A

CC

R

= 2.7 Ω

Goff

t

d(on)

t

r

t

d(off)

t

f

- 100 200

- 110 220

- 550 800

- 80 120

ns

Free-Wheel Diode

Diode forward voltage

I

= 400 A, VGE = 0 V, Tj = 25 °C

F

I

= 400 A, VGE = 0 V, Tj = 125 °C

F

Reverse recovery time

I

= 400 A, VR = -600 V, VGE = 0 V

F

di

/dt = -3000 A/µs, Tj = 125 °C

F

Reverse recovery charge

I

= 400 A, VR = -600 V, VGE = 0 V

F

di

/dt = -3000 A/µs

F

T

= 25 °C

j

T

= 125 °C

j

V

t

Q

F

-

-

rr

2.3

1.8

2.8

-

V

µs

- 0.6 -

rr

-

-

16
45

-

-

µC

3 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Power dissipation

P

= ƒ(TC)

tot

parameter: T

2800

W

2400

P

2200

tot

2000
1800
1600
1400
1200
1000

800
600
400
200

0

≤ 150 °C

j

0 20 40 60 80 100 120 °C 160

Safe operating area

IC = ƒ(VCE)
parameter: D = 0, TC = 25°C , T

4

10

A

I

C

T

C

10

10

10

10

3

2

1

0

10

0

10

1

10

j

2

≤ 150 °C

t

= 26.0µs

p

100 µs

1 ms

10 ms

DC

3

10

V

V

CE

Collector current

IC = ƒ(TC)

parameter: V

600

A

500

I

C

450
400
350
300
250
200
150
100

50

0

0 20 40 60 80 100 120 °C 160

GE

≥

15 V , T

150 °C

≤

j

Transient thermal impedance IGBT

Z

= ƒ(tp)

th JC

parameter: D = tp / T

0

10

K/W

-1

10

Z

thJC

-2

10

D = 0.50

-3

10

-4

10

-5

10

T

C

10

-5

single pulse

-4

10

10

-3

10

-2

10

-1

t

p

0.20

0.10

0.05

0.02

0.01

10 0 s

4 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Typ. output characteristics

I

= f (VCE)

C

parameter: t

800

A

I

C

600

500

400

300

200

100

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

800

A

I

C

600

500

400

300

200

100

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

800

A

I

C

600

500

400

300

200

100

0

= 80 µs, VCE = 20 V

p

0 2 4 6 8 10 V 14

V

GE

5 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Typ. gate charge

VGE = ƒ(Q
parameter: I

20

V

16

V

GE

14

12

10

8

6

4

2
0

)

Gate

= 400 A

C puls

0 400 800 1200 1600 2000 nC 2800

Typ. capacitances

C = f (VCE)

parameter: VGE = 0 V, f = 1 MHz

2

10

nF

C

800 V600 V

Q

Gate

1

10

0

10

-1

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, tp ≤ 1 ms, L < 20 nH

2.5

I

CpulsIC

di/dt =

1000A/µs
3000A/µs

1.5

1.0

0.5

0.0
0 200 400 600 800 1000 1200 V 1600

5000A/µs

V

CE

Short circuit safe operating area

I

= f(VCE) , Tj = 150°C

Csc

parameter: VGE = ± 15 V, tSC ≤ 10 µs, L < 20 nH

12

I

Csc/IC

di/dt = 1000A/µs

8

6

4

2

0

0 200 400 600 800 1000 1200 V 1600

3000A/µs
5000A/µs

° allowed number of
short circuit: <1000

° time between short
circuit: >1s

V

CE

6 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Typ. switching time

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

t

= 600 V, VGE = ± 15 V, RG = 2.7

CE

4

10

ns

3

10

2

10

1

10

0 100 200 300 400 500 600 700 A 900

I

tdoff

tr
tdon

tf

C

Ω

Typ. switching time

t = f (R

par.: V

t

) , inductive load , Tj = 125°C

G

= 600 V, VGE = ± 15 V, IC = 400 A

CE

4

10

ns

3

10

2

10

1

10

0 5 10 15 20

tdoff

tdon
tr

tf

Ω

30

R

G

Typ. switching losses

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

par.: V

E

= 600 V, VGE = ± 15 V, RG = 2.7 Ω

CE

250

mWs

150

100

50

0

0 100 200 300 400 500 600 700 A 900

Typ. switching losses

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

E

Eon
Eoff

I

C

= 600 V, VGE = ± 15 V, IC = 400 A

CE

250

mWs

150

100

50

0

0 5 10 15 20

Eon

Eoff

Ω

30

R

G

7 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Forward characteristics of fast recovery
reverse diode

parameter: T

800

A

I

F

600

500

400

300

200

100

0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 V 3.0

IF = f(VF)

j

=125°C

T

j

Tj=25°C

V

Transient thermal impedance Diode

Z

= ƒ(tp)

th JC

parameter: D = tp / T

0

10

K/W

-1

10

Z

thJC

-2

10

D = 0.50

-3

10

-4

10

-5

10

F

10

-5

single pulse

-4

10

10

-3

10

-2

10

-1

t

p

0.20

0.10

0.05

0.02

0.01

10 0 s

8 Oct-30-1997

BSM 400 GA 120 DN2

Circuit Diagram

Package Outlines

Dimensions in mm
Weight: 420 g

9 Oct-30-1997

Technische Information / Technical Information

Gehäusemaße C-Serie

IGBT-Module
IGBT-Modules

Anhang C-Serie
Appendix C-series

Gehäuse spezifische Werte
Housing specific values

Modulinduktivität

stray inductance module

Package outline C-series

BSM400GA120DN2

typ.

L

sCE

20 nH

Appendix C-series

Appendix_C-Serie_BSM400GA120DN2.xls

2001-09-20

Nutzungsbedingungen

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zu den in diesem Produkt jeweils enthaltenen Substanzen setzen Sie sich bitte ebenfalls mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro
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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.

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