ST STPS30150C User Manual

STPS30150C

High voltage power Schottky rectifier

Features

high junction temperature capability

good trade-off between leakage

current and forward voltage drop

low leakage current

insulated package: TO-220FPAB

insulating voltage = 2000 V DC

capacitance = 45 pF

avalanche capability specified

Description

Dual center tap Schottky rectifier designed for high frequency switched mode power supplies.

A1

 

K

A2

 

 

K

A2

A2

K

A1

A1

TO-220FPAB D2PAK

STPS30150CFP STPS30150CG

A2

A2

A1K

A1K

TO-247

TO-220AB

STPS30150CW

STPS30150CT

Table 1.

Device summary

 

 

IF(AV)

 

2 x 15 A

 

VRRM

 

150 V

 

Tj (max)

 

175 °C

 

VF(max)

 

0.75 V

November 2010

Doc ID 7757 Rev 8

1/11

www.st.com

Characteristics

STPS30150C

 

 

1 Characteristics

Table 2.

Absolute ratings (limiting values, per diode)

 

 

Symbol

 

Parameter

 

 

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VRRM

 

Repetitive peak reverse voltage

 

 

150

V

IF(RMS)

 

Forward rms current

 

 

 

30

A

 

 

 

Average forward current

TO-220FPAB

Tc =120 °C

Per diode

15

 

 

IF(AV)

 

TO-220AB

 

 

A

 

 

δ = 0.5

Tc = 155 °C

Per device

30

 

 

 

2

 

 

 

 

 

TO-247/D PAK

 

 

 

 

 

IFSM

 

Surge non repetitive forward current

tp = 10 ms sinusoidal

220

A

 

PARM

 

Repetitive peak avalanche power

tp = 1 µs Tj = 25 °C

10500

W

 

Tstg

 

Storage temperature range

 

 

-65 to + 175

°C

 

T

 

Maximum operating junction temperature (1)

175

°C

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

dV/dt

 

Critical rate of rise of reverse voltage

 

 

10000

V/µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

dPtot

 

1

 

 

 

 

 

dTj

< Rth(j a)condition to avoid thermal runaway for a diode on its own heatsink

 

 

 

---------------

 

-------------------------

 

 

 

 

 

Table 3.

Thermal resistances

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

TO-220FPAB

Per diode

4

 

 

 

Total

3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth (j-c)

Junction to case

TO-220AB/D2PAK

Per diode

1.6

 

Total

0.85

 

 

 

 

 

 

°C/W

 

 

TO-247

Per diode

1.5

 

 

 

 

 

Total

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth (c)

Coupling

TO-220FPAB

 

2.6

 

 

 

 

 

TO-220AB/D2PAK/TO-247

 

0.1

 

 

 

 

 

When the diodes 1 and 2 are used simultaneously :

Tj(diode 1) = P(diode1) x Rth(j-c)(Per diode) + P(diode 2) x Rth(c)

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Doc ID 7757 Rev 8

STPS30150C

 

 

 

 

 

 

 

Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 4.

Static electrical characteristics (per diode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

 

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (1)

Reverse leakage current

Tj = 25 °C

V

 

= V

 

 

 

6.5

µA

 

 

R

RRM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

Tj = 125 °C

 

 

 

 

8

mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj = 25 °C

IF = 15 A

 

 

0.92

 

 

VF(2)

Forward voltage drop

Tj = 125 °C

IF = 15 A

 

0.69

0.75

V

 

Tj = 25 °C

IF = 30 A

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj = 125 °C

IF = 30 A

 

0.8

0.86

 

1.Pulse test: tp = 5ms, δ < 2%

2.Pulse test: tp = 380 µs, δ < 2%

To evaluate the conduction losses use the following equation:

P = 0.64 x IF(AV) + 0.0073 IF2(RMS)

Figure 1. Average forward power dissipation Figure 2.

Average forward current versus

versus average forward current (per

ambient temperature (δ = 0.5, per

diode)

diode)

PF(AV)(W)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF(AV)(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ = 0.1

δ = 0.2

 

δ = 0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth(j-a)=Rth(j-c) TO-220AB / TO-247 / D2PAK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ = 0.05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ = 1

 

 

12

 

 

Rth(j-a)=15°C/W

TO-220FP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

Rth(j-a)=Rth(j-c)

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

IF(AV)(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ=tp/T

 

tp

 

 

 

Tamb(°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=tp/T

tp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

 

 

 

 

 

 

 

0

25

50

75

100

125

150

175

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 3. Normalized avalanche power

Figure 4. Normalized avalanche power

derating versus pulse duration

derating versus junction

 

temperature

PARM(tp)

 

 

 

 

 

PARM(Tj)

 

 

 

 

PARM(1 µs)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PARM(25 °C)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

0.01

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

tp(µs)

 

 

 

 

Tj(°C)

 

 

0.001

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.01

0.1

1

10

100

25

50

75

100

125

150

1000

 

 

 

 

 

Doc ID 7757 Rev 8

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ST STPS30150C User Manual

Characteristics

STPS30150C

 

 

Figure 5. Non repetitive surge peak forward Figure 6. current vs. overload duration (max.

values, per diode)

Non repetitive surge peak forward current vs. overload duration (max. values, per diode) (TO-220FPAB)

IM(A)

 

 

 

 

 

IM(A)

 

 

 

 

225

 

 

 

 

140

 

 

 

 

 

200

 

 

TO-220AB,TO-247, D2PAK

130

 

 

 

 

TO-220FPAB

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

 

110

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

125

 

 

 

Tc=50°C

80

 

 

 

 

Tc=50°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

100

 

 

 

Tc=75°C

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

50

 

 

 

 

Tc=75°C

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

Tc=125°C

30

 

 

 

 

Tc=125°C

IM

 

 

 

 

20

IM

 

 

 

25

t

 

 

 

 

t

 

 

 

 

t(s)

 

10

 

 

t(s)

 

 

δ=0.5

 

 

 

δ=0.5

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1.E-03

 

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E-03

 

1.E-02

1.E-01

1.E+00

Figure 7. Variation of thermal impedance

Figure 8. Variation of thermal impedance

junction to case versus pulse

junction to case versus pulse

duration (per diode)

duration (per diode) (TO-220FPAB)

 

Zth(j-c)/Rth(j-c)

 

 

 

 

 

Zth(j-c)/Rth(j-c)

 

 

 

1.0

TO-220AB,TO-247, D2PAK

 

 

 

1.0

 

 

 

 

 

0.9

 

 

 

0.9

TO-220FPAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

0.7

 

 

 

 

 

0.6

δ = 0.5

 

 

 

 

0.6

δ = 0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

0.4

δ = 0.2

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

0.3

δ = 0.1

 

 

 

 

0.3

δ = 0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

T

0.2

δ = 0.1

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Single pulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

tp(s)

δ=tp/T

tp

0.1

 

 

tp(s)

δ=tp/T

tp

 

 

 

 

Single pulse

 

0.0

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.E-03

1.E-02

 

1.E-01

1.E+00

1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

Figure 9. Reverse leakage current versus

 

 

Figure 10. Junction capacitance versus

 

 

 

 

 

 

 

reverse voltage applied (typical

 

 

 

 

 

reverse voltage applied (typical

 

 

 

 

 

 

 

values, per diode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

values, per diode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IR(µA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C(pF)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1E+5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=175°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F=1MHz

 

 

 

1E+4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOSC=30mVRMS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=25°C

 

 

 

1E+3

 

 

 

 

 

 

Tj=150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1E+2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1E+1

 

 

 

 

 

 

 

Tj=100°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1E+0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1E-1

 

 

 

 

 

 

 

 

VR(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

10

20

50

100

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

25

50

75

 

 

 

 

 

 

100

125

 

150

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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