ST STTH2003 User Manual

STTH2003

High frequency secondary rectifier

Features

Combines highest recovery and reverse voltage performance

Ultra-fast, soft and noise-free recovery

Insulated package TO-220FPAB:

Electrical insulation: 2000 V DC

Capacitance: 12 pF

Description

Dual center tap fast recovery epitaxial diodes suited for switch mode power supply and high frequency DC/DC converters.

Packaged in TO-220AB, TO-220FPAB, I2PAK or D2PAK, this device is especially intended for secondary rectification.

A1

 

 

K

A2

 

 

K

A2

A2

K

A1

A1

D2PAK

TO-220FPAB

STTH2003CG

STTH2003CFP

 

A2

A2

K

A1

K

 

A1

TO-220AB

I2PAK

STTH2003CT

STTH2003CR

Table 1.

Device summary

 

 

Symbol

 

Value

 

 

 

 

 

IF(AV)

 

2 x 10 A

 

VRRM

 

300 V

 

Tj (max)

 

175 °C

 

VF(max)

 

1 V

 

trr (typ)

 

35 ns

September 2011

Doc ID 5377 Rev 10

1/11

www.st.com

Characteristics

STTH2003

 

 

1

Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Absolute ratings (limiting values, per diode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

 

 

 

 

 

Value

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VRRM

Repetitive peak reverse voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

V

IF(RMS)

Forward current rms

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

A

 

Average forward current

I2PAK, D2PAK,

 

Tc = 140 °C

 

Per diode

 

 

10

 

IF(AV)

TO-220AB

 

 

 

 

A

δ = 0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

Per device

 

20

TO-220FPAB

 

Tc = 115 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IFSM

Surge non repetitive forward current

 

tp = 10 ms sinusoidal

 

 

 

 

 

110

A

IRSM

Non repetitive avalanche current

 

tp = 10 µs square

 

 

 

 

 

5

A

Tstg

Storage temperature range

 

 

 

 

 

 

 

 

-65 to + 175

°C

Tj

Maximum operating junction temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

175

°C

Table 3.

Thermal resistance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

 

 

 

 

Value (max)

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2PAK, D2PAK, TO-220AB

Per diode

 

 

2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth(j-c)

Junction to case

Total

 

 

1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TO-220FPAB

 

Per diode

 

 

4.6

°C/W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Total

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rth(c)

Coupling

I2PAK, D2PAK, TO-220AB

 

 

 

 

 

0.1

 

TO-220FPAB

 

 

 

 

 

 

3.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 4.

Static electrical characteristics (per diode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (1)

Reverse leakage current

 

Tj = 25 °C

V

= 300 V

 

 

 

 

 

 

20

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

Tj = 125 °C

 

R

 

 

 

30

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V (2)

Forward voltage drop

 

Tj = 25 °C

I

= 10 A

 

 

 

 

 

 

1.25

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

Tj = 125 °C

F

 

 

 

0.85

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Pulse test: tp = 5 ms, δ < 2%

2.Pulse test: tp = 380 µs, δ < 2%

To evaluate the conduction losses use the following equation: P = 0.75 x IF(AV) + 0.025 IF2(RMS))

2/11

Doc ID 5377 Rev 10

STTH2003

 

 

 

 

 

 

Characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Recovery characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF = 0.5 A, Irr = 0.25 A

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

IR = 1 A

 

 

 

 

 

trr

 

Reverse recovery time

Tj = 25 °C

 

 

 

 

 

 

ns

 

 

IF = 1 A, VR = 30 V

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

dIF/dt = -50 A/µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tfr

 

 

 

 

IF = 10 A

 

 

 

 

 

 

 

Forward recovery time

Tj = 25 °C

 

dIF/dt = 100 A/µs

 

 

 

230

 

ns

 

 

 

 

 

VFR = 1.1 x VFmax

 

 

 

 

 

 

VFP

 

Peak forward voltage

Tj = 25 °C

 

IF = 10 A,

 

 

 

3.5

 

V

 

 

dIF/dt = 100 A/µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IRM

 

Reverse recovery current

Tj = 125 °C

IF = 10 A, VCC = 200 V

 

 

8

 

A

S factor

 

Softness factor

dIF/dt = 200 A/µs

 

 

0.3

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 1.

Conduction losses versus average Figure 2.

Forward voltage drop versus

 

 

 

forward current (per diode)

 

 

forward current (maximum values,

 

 

 

 

 

 

per diode)

 

 

 

 

P1(W)

 

 

 

 

 

 

 

IFM(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

δ = 0.1

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

δ = 0.05

δ = 0.2

 

δ = 0.5

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=125°C

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

δ = 1

 

 

 

 

 

 

Tj=25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

Tj=75°C

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VFM(V)

 

 

 

 

 

 

 

IF(AV)(A)

 

=tp/T

tp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

δ

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

4

 

6

8

10

12

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

2.75

3.00

Figure 3. Relative variation of thermal

Figure 4. Relative variation of thermal

impedance junction to case versus

impedance junction to case versus

pulse duration

pulse duration (TO-22FPAB)

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

 

 

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

 

 

 

1.0

TO-220AB, D2PAK, I2PAK

 

 

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.8

 

 

 

0.8

 

 

 

0.6

 

 

 

0.6

 

 

 

0.4

 

 

 

0.4

 

 

 

0.2

Single pulse

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

Single pulse

 

 

 

 

 

tp(s)

 

0.0

 

tp(s)

 

0.0

 

 

 

 

 

 

1E-3

1E-2

1E-1

1E+0

1E-2

1E-1

1E+0

1E+1

Doc ID 5377 Rev 10

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ST STTH2003 User Manual

Characteristics

STTH2003

 

 

Figure 5. Peak reverse recovery current

Figure 6. Reverse recovery time versus dIF/dt

versus dIF/dt (90% confidence, per

(90% confidence, per diode)

diode)

 

IRM(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

trr(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

VR=200V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR=200V

 

Tj=125°C

 

 

 

IF=2 x IF(AV)

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=125°C

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF=IF(AV)

 

 

 

 

 

 

 

 

IF=IF(AV)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

IF=0.5 x IF(AV)

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF=2 x IF(AV)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF=0.5 x IF(AV)

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

dIF/dt(A/µs)

 

 

 

 

 

 

 

 

dIF/dt(A/µs)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Figure 7. Softness factor (tb/ta) versus dIF/dt Figure 8. Relative variation of dynamic (typical values, per diode) parameters versus junction

temperature (reference: Tj = 125 °C)

S factor

0.60

VR=200V

Tj=125°C

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

dIF/dt(A/µs)

0.00

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

2.4

 

 

 

 

2.2

 

 

 

 

2.0

 

 

 

 

1.8

 

S factor

 

 

 

 

 

 

1.6

 

 

 

 

1.4

 

 

 

 

1.2

 

 

 

 

1.0

 

 

 

 

0.8

 

IRM

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

0.2

 

Tj(°C)

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

25

50

75

100

125

Figure 9. Transient peak forward voltage

Figure 10. Forward recovery time versus dIF/dt

versus dIF/dt (90% confidence, per

(90% confidence, per diode)

diode) (TO-220AB)

 

VFP(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tfr(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IF=IF(AV)

 

 

 

IF=IF(AV)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VFR=1.1 x VF max.

 

 

Tj=125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj=125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dIF/dt(A/µs)

 

 

 

 

 

 

 

 

dIF/dt(A/µs)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

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Doc ID 5377 Rev 10

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