INFINEON SPP20N60C3, SPB20N60C3, SPI20N60C3, SPA20N60C3 User Manual

0 (0)

SPP20N60C3, SPB20N60C3

SPI20N60C3, SPA20N60C3

Cool MOS™ Power Transistor

 

VDS @ Tjmax

650

V

Feature

 

 

 

 

RDS(on)

0.19

• New revolutionary high voltage technology

 

 

ID

20.7

A

• Worldwide best RDS(on) in TO 220

 

 

 

 

 

• Ultra low gate charge

P-TO220-3-31

P-TO262-3-1

P-TO263-3-2

P-TO220-3-1

• Periodic avalanche rated

 

 

 

 

 

• Extreme dv/dt rated

1

2 3

 

 

 

• High peak current capability

 

 

 

 

P-TO220-3-31

 

 

 

 

Improved transconductance

P-TO-220-3-31: Fully isolated package (2500 VAC; 1 minute)

Type

Package

Ordering Code

Marking

SPP20N60C3

P-TO220-3-1

Q67040-S4398

20N60C3

 

 

 

 

SPB20N60C3

P-TO263-3-2

Q67040-S4397

20N60C3

 

 

 

 

SPI20N60C3

P-TO262-3-1

Q67040-S4550

20N60C3

 

 

 

 

SPA20N60C3

P-TO220-3-31

Q67040-S4410

20N60C3

Maximum Ratings

Parameter

 

Symbol

Value

Unit

 

 

 

 

P B

SPA

 

 

 

 

 

SPP_B I

 

Continuous drain current

 

ID

 

20.71)

A

T

= 25 °C

 

 

20.7

 

C

 

 

 

 

 

 

T

= 100 °C

 

 

13.1

13.11)

 

C

 

 

 

 

 

 

Pulsed drain current, tp limited by Tjmax

 

ID puls

62.1

62.1

A

Avalanche energy, single pulse

 

EAS

690

690

mJ

ID=10A, VDD=50V

 

 

 

 

 

Avalanche energy, repetitive t limited by T

2)

EAR

1

1

 

 

AR

jmax

 

 

 

 

ID=20A, VDD=50V

 

 

 

 

 

Avalanche current, repetitive tAR limited by Tjmax

IAR

20

20

A

Gate source voltage static

 

VGS

±20

±20

V

Gate source voltage AC (f >1Hz)

 

VGS

±30

±30

 

Power dissipation, TC = 25°C

 

Ptot

208

34.5

W

Operating and storage temperature

 

Tj , Tstg

-55...+150

°C

Rev.2.1

Page 1

2004-09-07

SPP20N60C3, SPB20N60C3

SPI20N60C3, SPA20N60C3

Maximum Ratings

 

Parameter

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

Value

 

 

Unit

 

 

Drain Source voltage slope

 

 

 

 

dv/dt

 

 

50

 

 

V/ns

 

VDS = 480 V, ID = 20.7 A, Tj = 125 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thermal Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parameter

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

Values

 

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

min.

 

typ.

 

max.

 

 

 

Thermal resistance, junction - case

 

 

RthJC

-

-

0.6

K/W

 

Thermal resistance, junction - case, FullPAK

 

 

RthJC_FP

-

-

3.6

 

 

 

Thermal resistance, junction - ambient, leaded

 

RthJA

-

-

62

 

 

 

Thermal resistance, junction - ambient, FullPAK

 

RthJA_FP

-

-

80

 

 

 

SMD version, device on PCB:

 

 

 

 

RthJA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

@ min. footprint

 

 

 

 

 

-

-

62

 

 

 

@ 6 cm2 cooling area 3)

 

 

 

 

 

-

35

-

 

 

 

Soldering temperature,

 

 

 

 

Tsold

-

-

260

°C

 

1.6 mm (0.063 in.) from case for 10s 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

Parameter

Symbol

 

Conditions

 

 

 

Values

 

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

min.

 

typ.

 

max.

 

 

 

Drain-source breakdown voltage

V(BR)DSS

VGS=0V, ID=0.25mA

 

600

 

-

 

-

V

 

Drain-Source avalanche

V(BR)DS

 

VGS=0V, ID=20A

 

-

 

700

 

-

 

 

 

breakdown voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gate threshold voltage

VGS(th)

 

ID=1000 A, VGS=VD

 

2.1

 

3

 

3.9

 

 

 

Zero gate voltage drain current

IDSS

 

VDS=600V, VGS=0V,

 

 

 

 

 

 

µA

 

 

 

 

Tj=25°C

 

 

-

 

0.1

 

1

 

 

 

 

 

 

Tj=150°C

 

 

-

 

-

 

100

 

 

 

Gate-source leakage current

IGSS

 

VGS=30V, VDS=0V

 

-

 

-

 

100

nA

 

Drain-source on-state resistance

RDS(on)

 

VGS=10V, ID=13.1A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=25°C

 

 

-

 

0.16

 

0.19

 

 

 

 

 

 

Tj=150°C

 

 

-

 

0.43

 

-

 

 

 

Gate input resistance

RG

 

f=1MHz, open drain

 

-

 

0.54

 

-

 

 

Rev.2.1

Page 2

2004-09-07

SPP20N60C3, SPB20N60C3

SPI20N60C3, SPA20N60C3

Electrical Characteristics

Parameter

Symbol

Conditions

 

Values

 

Unit

 

 

 

min.

typ.

max.

 

Transconductance

gfs

VDS2*ID*RDS(on)max,

-

17.5

-

S

 

 

ID=13.1A

 

 

 

 

Input capacitance

Ciss

VGS=0V, VDS=25V,

-

2400

-

pF

Output capacitance

Coss

f=1MHz

-

780

-

 

Reverse transfer capacitance

Crss

 

-

50

-

 

Effective output capacitance,5)

Co(er)

VGS=0V,

-

83

-

 

energy related

 

VDS=0V to 480V

 

 

 

 

Effective output capacitance,6)

Co(tr)

 

-

160

-

 

time related

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Turn-on delay time

td(on)

VDD=380V, VGS=0/13V,

-

10

-

ns

 

 

ID=20.7A,

 

 

 

 

 

 

RG=3.6Ω , Tj=125

 

 

 

 

Rise time

tr

VDD=380V, VGS=0/13V,

-

5

-

 

Turn-off delay time

td(off)

ID=20.7A,

-

67

100

 

Fall time

t

RG=3.6Ω

-

4.5

12

 

 

f

 

 

 

 

 

Gate Charge Characteristics

 

 

 

 

 

 

Gate to source charge

Qgs

VDD=480V, ID=20.7A

-

11

-

nC

Gate to drain charge

Qgd

 

-

33

-

 

Gate charge total

Qg

VDD=480V, ID=20.7A,

-

87

114

 

 

 

VGS=0 to 10V

 

 

 

 

Gate plateau voltage

V(plateau)

VDD=480V, ID=20.7A

-

5.5

-

V

1Limited only by maximum temperature

2Repetitve avalanche causes additional power losses that can be calculated asPAV=EAR*f.

3Device on 40mm*40mm*1.5mm epoxy PCB FR4 with 6cm² (one layer, 70 µm thick) copper area for drain connection. PCB is vertical without blown air.

4Soldering temperature for TO-263: 220°C, reflow

5Co(er) is a fixed capacitance that gives the same stored energy as Coss while VDS is rising from 0 to 80% VDSS. 6Co(tr) is a fixed capacitance that gives the same charging time as Coss while VDS is rising from 0 to 80% VDSS.

Rev.2.1

Page 3

2004-09-07

SPP20N60C3, SPB20N60C3

SPI20N60C3, SPA20N60C3

Electrical Characteristics

Parameter

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conditions

 

 

 

 

 

 

 

 

Values

 

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min.

 

 

typ.

 

max.

 

Inverse diode continuous

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TC=25°C

 

 

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

20.7

A

forward current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Inverse diode direct current,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

-

 

 

 

 

62.1

 

pulsed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Inverse diode forward voltage

VSD

 

 

VGS=0V, IF=IS

 

 

 

-

 

 

 

1

 

 

 

 

1.2

V

Reverse recovery time

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

trr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR=480V, IF=IS ,

 

 

 

-

 

 

 

500

 

 

 

 

800

ns

Reverse recovery charge

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qrr

 

 

diF/dt=100A/µs

 

 

 

-

 

 

 

11

 

 

 

 

-

 

µC

Peak reverse recovery current

Irrm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

70

 

 

 

 

-

 

A

Peak rate of fall of reverse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

/dt

 

 

Tj=25°C

 

 

 

-

 

 

 

1400

 

 

 

-

 

A/µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

recovery current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Typical Transient Thermal Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Value

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Value

 

Unit

 

 

SPP_B_I

 

 

 

 

 

 

 

 

SPA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SPP_B_I

 

 

 

 

SPA

 

 

 

Rth1

 

0.00769

 

 

 

 

 

 

 

 

0.00769

 

 

 

 

 

 

 

K/W

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth1

 

0.0003763

 

 

0.0003763

Ws/K

Rth2

 

0.015

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.015

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth2

 

0.001411

 

 

0.001411

 

 

Rth3

 

0.029

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.029

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth3

 

0.001931

 

 

0.001931

 

 

Rth4

 

0.114

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.163

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth4

 

0.005297

 

 

0.005297

 

 

Rth5

 

0.136

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.323

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth5

 

0.012

 

 

 

0.008453

 

 

Rth6

 

0.059

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.526

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth6

 

0.091

 

 

 

0.412

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

External Heatsink

 

 

 

 

 

 

 

 

Ptot (t)

Tj

 

 

 

Rth1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth,n

 

Tcase

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cth1

Cth2

Cth,n

 

 

Tam b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rev.2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4

2004-09-07

INFINEON SPP20N60C3, SPB20N60C3, SPI20N60C3, SPA20N60C3 User Manual

SPP20N60C3, SPB20N60C3 SPI20N60C3, SPA20N60C3

1 Power dissipation

Ptot = f (TC)

 

 

 

 

 

 

 

 

240

SPP20N60C3

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

tot

160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

20

40

60

80

100

120

°C

160

 

 

 

 

 

 

 

 

TC

 

2 Power dissipation FullPAK

Ptot = f (TC)

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

tot

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

00

20

40

60

80

100

120

°C

160

 

 

 

 

 

 

 

TC

 

3 Safe operating area

4 Safe operating area FullPAK

ID = f ( VDS )

 

 

 

 

parameter : D = 0 , TC=25°C

 

 

 

10 2

 

 

 

 

A

 

 

 

 

10 1

 

 

 

 

D

 

 

 

 

I

 

 

 

 

10 0

 

 

 

 

 

tp = 0.001 ms

 

 

 

 

tp = 0.01 ms

 

 

 

 

tp = 0.1 ms

 

 

 

10 -1

tp = 1 ms

 

 

 

DC

 

 

 

10 -2

10 1

10 2

V

10 3

10 0

 

 

 

VDS

Rev.2.1

ID = f (VDS)

 

 

 

parameter: D = 0, TC = 25°C

 

 

 

10 2

 

 

 

 

A

 

 

 

 

10 1

 

 

 

 

D

 

 

 

 

I

 

 

 

 

10 0

 

 

 

 

 

tp = 0.001 ms

 

 

 

10 -1

tp = 0.01 ms

 

 

 

tp = 0.1 ms

 

 

 

 

tp = 1 ms

 

 

 

 

tp = 10 ms

 

 

 

 

DC

 

 

 

10 -2

10 1

10 2

V

10 3

10 0

 

 

 

VDS

Page 5

 

2004-09-07

Loading...
+ 10 hidden pages