Datasheet FP50R12KE3 Datasheet (INFINEON)

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

FP50R12KE3

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Höchstzulässige Werte / Maximum rated values

Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier

Periodische Rückw. Spitzensperrspannung
repetitive peak reverse voltage

Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom
maximum RMS current at Rectifier output

Durchlaßstrom Grenzeffektivwert proChip
Forward current RMS maximum per Chip

Stoßstrom Grenzwert
surge forward current
Grenzlastintegral

2

t - value

I

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter

Kollektor-Emitter-Sperrspannung
collector-emitter voltage

Kollektor-Dauergleichstrom
DC-collector current

Periodischer Kollektor Spitzenstrom
repetitive peak collector current

Gesamt-Verlustleistung
total power dissipation

Gate-Emitter-Spitzenspannung
gate-emitter peak voltage

Tvj = 25°C V

TC = 80°C I

TC = 80°C I
tP = 10 ms, T

= 10 ms, T

t

P

= 10 ms, T

t

P

t

= 10 ms, T

P

= 25°C V

T

vj

= 25°C I

vj

= 150°C

vj

= 25°C

vj

= 150°C

vj

Tc = 80 °C

= 25 °C I

T

C

= 1 ms, TC =

t

P

TC = 25°C P

80 °C

RRM

RMSmax

FRMSM

FSM

2

I

t

CES

I

C,nom.

C

I

CRM

tot

V

GES

1600 V

115 A

80 A

500 A
400 A

1250

800

A2s
A

1200 V

50 A
75 A

100 A

270 W

+/- 20V V

2

s

Diode Wechselrichter/ Diode Inverter

Dauergleichstrom
DC forward current

Periodischer Spitzenstrom
repetitive peak forw. current

Grenzlastintegral

2

I

t - value

= 1 ms I

t

P

V

= 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C

R

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper

Kollektor-Emitter-Sperrspannung
collector-emitter voltage

Kollektor-Dauergleichstrom
DC-collector current

Periodischer Kollektor Spitzenstrom
repetitive peak collector current

Gesamt-Verlustleistung
total power dissipation

Tvj = 25°C V
TC = 80 °C I

= 25 °C I

T

C

tP = 1 ms, TC = 80°C I

= 25°C P

T

C

Gate-Emitter-Spitzenspannung
gate-emitter peak voltage

Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper

Dauergleichstrom
DC forward current

Periodischer Spitzenstrom
repetitive peak forw. current

tP = 1 ms I

I

FRM

2

I

CES

C,nom.

CRM

V

GES

I

FRM

F

50 A

100 A

t

690

A2s

1200 V

40 A

C

55 A
80 A

tot

200 W

+/- 20V V

F

15 A

30 A

prepared by: Andreas Schulz date of publication:23.04.2002
approved by: Robert Severin revision: 2

1(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

Modul Isolation/ Module Isolation

Isolations-Prüfspannung
insulation test voltage

FP50R12KE3

RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
NTC connected to Baseplate

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Charakteristische Werte / Characteristic values

Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier

Durchlaßspannung
forward voltage

Schleusenspannung
threshold voltage

Ersatzwiderstand
slope resistance

Sperrstrom
reverse current

Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip
lead resistance, terminals-chip

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter

Kollektor-Emitter Sättigungsspannung
collector-emitter saturation voltage

Gate-Schwellenspannung
gate threshold voltage

Eingangskapazität
input capacitance

Kollektor-Emitter Reststrom
collector-emitter cut off current

Gate-Emitter Reststrom
gate-emitter leakage current

Einschaltverzögerungszeit (ind. Last)
turn on delay time (inductive load)

Anstiegszeit (induktive Last)
rise time (inductive load)

Abschaltverzögerungszeit (ind. Last)
turn off delay time (inductive load)

Fallzeit (induktive Last)
fall time (inductive load)

Einschaltverlustenergie pro Puls
turn-on energy loss per pulse

Abschaltverlustenergie pro Puls
turn-off energy loss per pulse

Kurzschlußverhalten
SC Data

Tvj = 150°C, IF =

Tvj = 150°C V

Tvj = 150°C r

= 150°C, VR=

T

vj

TC = 25°C R

V

= 15V, Tvj = 25°C, IC =

GE

= 15V, Tvj = 125°C, IC =

V

GE

= VGE, Tvj = 25°C, IC =

V

CE

f = 1MHz, Tvj = 25°C
VCE = 25 V, VGE = 0 V

VGE = 0V, Tvj = 25°C, VCE =

= 0V, VGE =20V, Tvj =25°C I

V

CE

IC = I

, VCC =

Nenn

= ±15V, Tvj = 25°C, RG =

V

GE

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

V

GE

I

= I

, VCC =

C

Nenn

= ±15V, Tvj = 25°C, RG =

V

GE

V

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

GE

I

= I

, VCC =

C

Nenn

= ±15V, Tvj = 25°C, RG =

V

GE

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

V

GE

I

= I

, VCC =

C

Nenn

= ±15V, Tvj = 25°C, RG =

V

GE

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

V

GE

I

= I

, VCC =

C

Nenn

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

V

GE

Lσ =
IC = I

, VCC =

Nenn

= ±15V, Tvj = 125°C, RG =

V

GE

Lσ =

≤ 10µs, VGE ≤ 15V, RG =

t

P

≤125°C, V

T

vj

CC

V

ISOL

2,5 kV

min. typ. max.

50 A

1600 V

V

F

(TO)

T

I

R

AA'+CC'

-1-V

- - 0,8 V

- - 6,5

-3-mA

- 4 -

min. typ. max.

50 A
50 A - 2 - V

2,0 mA

1200 V

600 V
18 Ohm
18 Ohm - 90 - ns
600 V
18 Ohm
18 Ohm - 45 - ns
600 V
18 Ohm
18 Ohm - 520 - ns
600 V
18 Ohm
18 Ohm - 90 - ns
600 V
18 Ohm
45 nH
600 V
18 Ohm
45 nH
18 Ohm

=

720 V

V

V

I

CE sat

GE(TO)

C

ies

CES

GES

t

d,on

t

r

t

d,off

t

f

E

on

E

off

I

SC

- 1,7 2,15 V

5,0 5,8 6,5 V

- 3,5 - nF

--5mA

- - 400 nA

-85-ns

-30-ns

- 420 - ns

-65-ns

- 6,6 - mWs

- 5,8 - mWs

- 200 - A

mΩ

mΩ

2(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

FP50R12KE3

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Charakteristische Werte / Characteristic values

Modulinduktivität
stray inductance module

Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip
lead resistance, terminals-chip

Diode Wechselrichter/ Diode Inverter

Durchlaßspannung
forward voltage

Rückstromspitze
peak reverse recovery current

Sperrverzögerungsladung
recovered charge

Abschaltenergie pro Puls
reverse recovery energy

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper

Kollektor-Emitter Sättigungsspannung
collector-emitter saturation voltage

Gate-Schwellenspannung
gate threshold voltage

Eingangskapazität
input capacitance

Kollektor-Emitter Reststrom
collector-emitter cut off current

Gate-Emitter Reststrom
gate-emitter leakage current

Schaltverluste und -bedingungen
Switching losses and conditions

Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper

Durchlaßspannung
forward voltage

Schaltverluste und -bedingungen
Switching losses and conditions

NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor

Nennwiderstand
rated resistance

Abweichung von R
deviation of R

100

100

Verlustleistung
power dissipation

B-Wert
B-value

TC = 25°C R

V

= 0V, Tvj = 25°C, IF =

GE

= 0V, Tvj = 125°C, IF =

V

GE

, - diF/dt =

I

F=INenn

= -10V, Tvj = 25°C, VR =

V

GE

V

= -10V, Tvj = 125°C, VR =

GE

I

, - diF/dt =

F=INenn

= -10V, Tvj = 25°C, VR =

V

GE

V

= -10V, Tvj = 125°C, VR =

GE

I

, - diF/dt =

F=INenn

= -10V, Tvj = 25°C, VR =

V

GE

= -10V, Tvj = 125°C, VR =

V

GE

V

= 15V, Tvj = 25°C, IC =

GE

= 15V, Tvj = 125°C, IC =

V

GE

= VGE, Tvj = 25°C, IC =

V

CE

f = 1MHz, Tvj = 25°C
VCE = 25 V, VGE = 0 V

VGE = 0V, Tvj = 25°C, VCE =

= 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C I

V

CE

siehe Wechselrichter in Dbl FP40R12KE3
see inverter in datasheet FP40R12KE3

T

= 25°C, IF =

vj

T

= 125°C, IF =

vj

siehe Wechselrichter in Dbl FP15R12KE3
see inverter in datasheet FP15R12KE3

TC = 25°C R

TC = 100°C, R

T

= 25°C P

C

R

= R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)] B

2

= 493 Ω

100

min. typ. max.

L

σCE

CC'+EE'

- - 60 nH

- 7 -

mΩ

min. typ. max.

50 A
50 A - 1,65 - V
1200 A/µs
600 V
600 V - 50 - A
1200 A/µs
600 V
600 V - 12 - µAs
1200 A/µs
600 V
600 V - 4,4 - mWs

V

I

RM

Q

E

rec

- 1,65 2,15 V

F

-51-A

- 6,2 - µAs

r

- 2,1 - mWs

min. typ. max.

40 A
40 A - 2,15 - V

1,5 mA

1200 V

V

V

I

CE sat

GE(TO)

C

ies

CES

GES

- 1,8 2,3 V

5,0 5,8 6,5 V

- 2,5 - nF

- 5,0 500 mA

- - 400 nA

min. typ. max.

40 A
40 A - 2,55 - V

V

- 2,35 2,8 V

F

min. typ. max.

25

∆R/R

25

25/50

-5-

-5 5 %

3375 K

kΩ

20 mW

3(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

FP50R12KE3

Thermische Eigenschaften / Thermal properties

Innerer Wärmewiderstand
thermal resistance, junction to case

Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
thermal resistance, case to heatsink

Höchstzulässige Sperrschichttemperatur
maximum junction temperature

Betriebstemperatur
operation temperature

Lagertemperatur
storage temperature

Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - - 0,45 K/W
Diode Wechsr./ Diode Inverter - - 0,75 K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake - - 0,6 K/W
Diode Bremse/ Diode Brake - - 1,5 K/W

λ

Paste

Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
Diode Wechsr./ Diode Inverter - 0,04 - K/W

λ

grease

Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties

=1W/m*K

=1W/m*K

min. typ. max.

R

thJC

R

thCK

T

T

op

T

stg

- - 0,65 K/W

- 0,04 - K/W

- 0,02 - K/W

- - 150 °C

vj

-40 - 125 °C

-40 - 125 °C

Innere Isolation
internal insulation

CTI
comperative tracking index

Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung
mounting torque

Gewicht
weight

Luftstrecke
clearance

Kriechstrecke
creeping distance

Schraube M 5 M 3 - 6 Nm
screw M 5

G 300 g

Pin-Erde
Pin-GND

Pin-Erde
Pin-GND

Transiente Thermische Eigenschaften / Transient Thermal properties

IGBT-Wechselrichter

IGBT-Inverter

ri [K/W]

1 5,077E-02

2 7,893E-02

2,345E-03 3,333E-037,637E-02

2,820E-01

Diode-Wechselrichter

ri [K/W]τi [s] τi [s]

4,933E-01

Al2O

3

225

7,5 mm

10 mm

Diode-Inverter

3,429E-02

3 2,032E-01

4 1,142E-01

4(11)

2,820E-02

1,128E-01

1,421E-01

4,501E-02

1,294E-01

7,662E-01

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical) V

100

90

80

70

60

50

[A]

C

I

40

30

20

10

FP50R12KE3

Tvj = 25°C
Tvj = 125°C

= 15 V

GE

[A]

C

I

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

VCE [V]

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical) T

100

90

80

70

60

50

40

30

20

Vge=19V
Vge=17V
Vge=15V
Vge=13V
Vge=11V
Vge=9V

= 125°C

vj

10

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

VCE [V]

5(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) IC = f (VGE)
Transfer characteristic Inverter (typical) V

100

90

80

70

60

50

[A]

C

I

40

30

20

10

FP50R12KE3

Tvj=25°C
Tvj=125°C

= 20 V

CE

[A]

F

I

0

0 2 4 6 8 10 12 14

VGE [V]

Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of FWD Inverter (typical)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

Tvj = 25°C
Tvj = 125°C

10

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

VF [V]

6(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

]

]

IGBT-Module
IGBT-Modules

Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (IC), E
Switching losses Inverter (typical) T

20

18

16

14

12

10

E [mWs

8

6

4

2

Eon
Eoff
Erec

FP50R12KE3

= f (IC), E

off

= 125°C, VGE = ±15 V, R

j

= f (IC) V

rec

Gon

= R

CC

Goff

=

=

600 V
18 Ohm

0

0 20 40 60 80 100 120

IC [A]

Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (RG), E
Switching losses Inverter (typical) T

12

10

8

6

Eon
Eoff
Erec

= 125°C, VGE = +-15 V , Ic = I

j

= f (RG), E

off

= f (RG)

rec

, V

nenn

CC

=

600 V

E [mWs

4

2

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

RG [ΩΩΩΩ]

7(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

1

[K/W]

0,1

thJC

Z

FP50R12KE3

Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Z
Transient thermal impedance Inverter

Zth-IGBT
Zth-FWD

Ri und ti-Werte siehe S. 4
Ri and ti-Values see P. 4

thJC

= f (t)

0,01

0,001 0,01 0,1 1 10

t [s]

Sicherer Arbeitsbereich IGBT-Wechselr. (RBSOA)

[A]

C

I

Reverse bias save operating area (RBSOA) V

120

100

80

60

40

20

IC,Modul
IC,Chip

= 15V, Tj = 125°C

GE

0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

VCE [V]

8(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical) V

80

70

60

50

40

[A]

C

I

30

20

10

Tvj = 25°C
Tvj = 125°C

FP50R12KE3

= 15 V

GE

[A]

F

I

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

VCE [V]

Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical)

80

70

60

Tvj = 25°C

50

40

30

20

10

Tvj = 125°C

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

VF [V]

9(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module
IGBT-Modules

Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)

100

90

80

70

60

50

[A]

F

I

40

30

20

10

FP50R12KE3

Tvj = 25°C
Tvj = 150°C

]

Ω

Ω

Ω

Ω

R[

0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

VF [V]

NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T)
NTC- temperature characteristic (typical)

100000

Rtyp

10000

1000

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

TC [°C]

10(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

Technische Information / Technical Information

Gehä

IGBT-Module
IGBT-Modules

FP50R12KE3

Schaltplan/ Circuit diagram

212322

2 31

14

24

useabmessungen/ Package outlines

20
7
13

19

18
4

12

17

8

16

15

56

11

NTC

10

9

Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine
Eigenschaften zugesichert. Sie gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen.

This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is
valid in combination with the belonging technical notes.

11(11)

DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls

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 Anwendungen der Luftfahrt, 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 aviation applications, 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.