ST STGF10NB60SD User Manual

STGF10NB60SD

STGF10NB60SD

N-CHANNEL 10A - 600V TO-220FP

PowerMESH™ IGBT

TYPE

VCES

VCE(sat) (Max)

IC

 

 

@25°C

@100°C

 

 

 

 

STGF10NB60SD

600

< 1.8 V

10 A

 

 

 

 

HIGHT INPUT IMPEDANCE (VOLTAGE DRIVEN)

LOW ON-VOLTAGE DROP

HIGH CURRENT CAPABILITY

OFF LOSSES INCLUDE TAIL CURRENT

CO-PACKAGED WITH TURBOSWITCH™ ANTIPARALLEL DIODE

DESCRIPTION

Using the latest high voltage technology based on a patented strip layout, STMicroelectronics has designed an advanced family of IGBTs, the PowerMESHIGBTs, with outstanding performances. The suffix “S” identifies a family optimized achieve minimum on-voltage drop for low frequency applications (<1kHz).

APPLICATIONS

LIGHT DIMMER

STATIC RELAYS

MOTOR CONTROL

3

2

1

TO-220FP

INTERNAL SCHEMATIC DIAGRAM

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

VCES

Collector-Emitter Voltage (VGS = 0)

600

V

VECR

Reverse Battery Protection

20

V

 

 

 

 

VGE

Gate-Emitter Voltage

± 20

V

 

 

 

 

IC

Collector Current (continuous) at TC = 25°C

20

A

IC

Collector Current (continuous) at TC = 100°C

10

A

ICM ()

Collector Current (pulsed)

80

A

PTOT

Total Dissipation at TC = 25°C

25

W

 

Derating Factor

0.2

W/°C

 

 

 

 

VISO

Insulation Withstand Voltage A.C.(t = 1 sec; Tc = 25°C)

2500

V

Tstg

Storage Temperature

–65 to 150

°C

Tj

Max. Operating Junction Temperature

150

°C

() Pulse width limited by safe operating area

June 2003

1/8

STGF10NB60SD

THERMAL DATA

Rthj-case

Thermal Resistance Junction-case Max

5

°C/W

 

 

 

 

Rthj-amb

Thermal Resistance Junction-ambient Max

62.5

°C/W

 

 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TCASE = 25 °C UNLESS OTHERWISE SPECIFIED)

OFF

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

VBR(CES)

Collector-Emitter Break-down

IC = 250 µA, VGE = 0,

600

 

 

V

 

Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VBR(CES)

Emitter Collector Break-down

IC = 1 mA, VGE = 0,

20

 

 

V

 

Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ICES

Collector cut-off Current

VCE = Max Rating ,Tj =25 °C

 

 

10

µA

 

(VGE = 0)

VCE = Max Rating ,Tj =125 °C

 

 

100

µA

IGES

Gate-Emitter Leakage

VGE = ± 20V , VCE = 0

 

 

± 100

nA

 

Current (VCE = 0)

 

 

 

 

 

ON (1)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

VGE(th)

Gate Threshold Voltage

VCE = VGE, IC = 250µA

2.5

 

5

V

VCE(SAT)

Collector-Emitter Saturation

VGE =15V, IC = 5 A, Tj= 25°C

 

1.15

 

V

 

Voltage

VGE =15V, IC = 10

A, Tj= 25°C

 

1.35

1.8

V

 

 

VGE =15V, IC = 10

A, Tj= 125°C

 

1.25

 

V

DYNAMIC

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

gfs

Forward Transconductance

VCE = 25 V , IC =10 A

5

 

 

S

Cies

Input Capacitance

 

 

610

 

pF

Coes

Output Capacitance

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

 

65

 

pF

Cres

Reverse Transfer

 

 

12

 

pF

 

Capacitance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qg

Gate Charge

VCE = 400V, IC = 10 A,

 

33

 

nC

 

 

VGE = 15V

 

 

 

 

ICL

Latching Current

Vclamp= 480V, RG= 1kΩ,

20

 

 

A

 

 

Tj= 125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2/8

ST STGF10NB60SD User Manual

STGF10NB60SD

SWITCHING ON

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

td(on)

Turn-on Delay Time

VCC = 480 V, IC = 10 A

 

0.7

 

µs

tr

Rise Time

RG = 1KΩ , VGE = 15 V

 

0.46

 

µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(di/dt)on

Turn-on Current Slope

VCC= 480 V, IC = 10 A

 

8

 

A/µs

Eon

Turn-on Switching Losses

Ω

 

0.6

 

mJ

 

RG=1K , VGE = 15 V

 

 

 

 

SWITCHING OFF

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

tc

Cross-over Time

Vclamp = 480 V, IC = 10 A,

 

2.2

 

µs

tr(Voff)

Off Voltage Rise Time

RGE = 1K Ω , VGE = 15 V

 

1.2

 

µs

 

 

 

tf

Fall Time

 

 

1.2

 

µs

Eoff(**)

Turn-off Switching Loss

 

 

5.0

 

mJ

 

 

 

 

 

 

 

tc

Cross-over Time

Vclamp = 480 V, IC = 10 A,

 

3.8

 

µs

tr(Voff)

Off Voltage Rise Time

RGE = 1KΩ , VGE = 15 V

 

1.2

 

µs

Tj = 125 °C

 

 

tf

Fall Time

 

1.9

 

µs

 

 

 

Eoff(**)

Turn-off Switching Loss

 

 

8.0

 

mJ

 

 

 

 

 

 

 

COLLECTOR-EMITTER DIODE

Symbol

Parameter

 

Test Conditions

 

 

 

Min.

Typ.

 

 

Max.

 

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If

Forward Current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

A

Ifm

Forward Current pulsed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

 

 

 

 

 

 

 

A

Vf

Forward On-Voltage

If = 3.5 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4

 

 

 

1.9

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

If = 3.5 A, Tj = 125 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

trr

Reverse Recovery Time

If = 7 A ,VR = 20 V,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ns

Qrr

Reverse Recovery Charge

Tj =125°C, di/dt = 100A/ μs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nC

Irrm

Reverse Recovery Current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

(●)Pulsed: Pulse

duration = 300 µs, duty cycle 1.5 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)Pulse width limited by max. junction temperature.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(**)Losses Include Also the Tail

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Switching Off Safe Operating Area

 

Thermal Impedance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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