STMicroelectronics STD70N02L, STD70N02L-1 Technical data

STD70N02L

STD70N02L-1

N-channel 24V - 0.0068Ω - 60A - DPAK - IPAK

STripFET™ III Power MOSFET

General features

Type

VDSS

RDS(on)

ID

STD70N02L

24V

<0.008Ω

60A

 

 

 

 

STD70N02L-1

24V

<0.008Ω

60A

 

 

 

 

RDS(ON) * Qg industry’s benchmark

Conduction losses reduced

Switching losses reduced

Low threshold device

Description

This series of products utilizes the latest advanced design rules of ST’s proprietary STripFET™ technology. This is suitable for the most demanding DC-DC converter application where high efficiency is to be achieved.

Applications

Switching application

3 3

1

2

1

 

DPAK IPAK

Internal schematic diagram

Order codes

Part number

Marking

Package

Packaging

 

 

 

 

STD70N02L-1

D70N02L

IPAK

Tube

 

 

 

 

STD70N02L

D70N02L

DPAK

Tape & reel

 

 

 

 

May 2006

Rev 4

1/17

www.st.com

Contents

STD70N02L - STD70N02L-1

 

 

Contents

1

Electrical ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 3

2

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

 

2.1

Electrical characteristics (curves) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

3

Test circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

4

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

5

Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

6

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2/17

STD70N02L - STD70N02L-1

Electrical ratings

 

 

1 Electrical ratings

Table 1.

Absolute maximum ratings

 

 

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

Vspike (1)

Drain-source voltage rating

30

V

 

 

 

 

VDS

Drain-source voltage (VGS = 0)

24

V

VDGR

Drain-gate voltage (RGS = 20kΩ)

24

V

VGS

Gate-source voltage

± 20

V

ID (2)

Drain current (continuous) at TC = 25°C

60

A

 

 

 

 

ID

Drain current (continuous) at TC = 100°C

42

A

 

 

 

 

(3)

Drain current (pulsed)

240

A

IDM

PTOT

Total dissipation at TC = 25°C

60

W

 

Derating factor

0.4

W/°C

 

 

 

 

(4)

Single pulse avalanche energy

280

mJ

EAS

Tj

Operating junction temperature

-55 to 175

°C

Tstg

Storage temperature

 

 

1.Guaranted when external Rg=4.7Ω and Tf<Tfmax

2.Value limited by wire bonding

3.Pulse width limited by safe operating area

4.Starting Tj =25°C, Id = 30A, VDD = 15V

Table 2.

Thermal data

 

 

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

Rthj-case

Thermal resistance junction-case Max

2.5

°C/W

 

 

 

 

Rthj-amb

Thermal resistance junction-amb Max

100

°C/W

 

 

 

 

Tl

Maximum lead temperature for soldering purpose

275

°C

3/17

Electrical characteristics

STD70N02L - STD70N02L-1

 

 

2 Electrical characteristics

(Tcase =25°C unless otherwise specified)

 

 

 

 

 

Table 3.

On /off states

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

(BR)DSS

Drain-source breakdown

I

D

= 25mA, V

= 0

24

 

 

V

 

voltage

 

 

GS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IDSS

Zero gate voltage drain

VDS = 20V,

 

 

 

1

µA

 

current (VGS = 0)

VDS = 20V,Tc = 125°C

 

 

10

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IGSS

Gate body leakage

VGS = ±20V

 

 

 

±100

nA

 

current (VDS = 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGS(th)

Gate threshold voltage

VDS= VGS, ID = 250µA

1

1.8

 

V

RDS(on)

Static drain-source on

VGS= 10V, ID= 30A

 

0.0068

0.008

resistance

VGS= 5V, ID= 15A

 

0.090

0.014

 

 

 

Table 4.

Dynamic

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

g (1)

Forward

VDS =15V, ID = 30A

 

27

 

S

transconductance

 

 

fs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ciss

Input capacitance

 

 

1400

 

pF

Output capacitance

 

 

 

Coss

VDS =16V, f=1MHz, VGS=0

 

400

 

pF

Reverse transfer

 

 

Crss

 

 

55

 

pF

capacitance

 

 

 

Qg

Total gate charge

VDD=10V, ID = 60A

 

24

32

nC

Qgs

Gate-source charge

VGS =10V

 

5

 

nC

Qgd

Gate-drain charge

(see Figure 15)

 

3.4

 

nC

 

 

f=1MHz Gate DC Bias =0

 

 

 

 

RG

Gate input resistance

test signal level =20mV

0.5

1.5

3

 

 

open drain

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

Output charge

VDS =16V, VGS =0V

 

9.4

 

nC

QOSS

 

 

1.Pulsed: pulse duration = 300µs, duty cycle 1.5%

2.Qoss.= Coss * D Vin, Coss = Cgd + Cgd. (see Appendix A)

4/17

STD70N02L - STD70N02L-1

 

 

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 5.

Switching times

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test conditions

 

 

Min.

 

Typ.

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td(on)

Turn-on delay time

 

VDD=10V, ID=30A,

 

 

 

10

 

ns

 

tr

Rise time

 

 

 

 

130

 

ns

 

 

RG=4.7Ω, VGS=10V

 

 

 

 

 

td(off)

Turn-off delay time

 

 

 

 

27

 

ns

 

 

(see Figure 17)

 

 

 

 

 

tf

Fall time

 

 

 

 

16

21.6

ns

 

 

 

 

 

 

 

Table 6.

Source drain diode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Test conditions

 

 

Min.

 

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISD

Source-drain current

 

 

 

 

 

 

 

 

50

A

 

ISDM

Source-drain current (pulsed)

 

 

 

 

 

 

 

 

200

A

 

(1)

Forward on voltage

 

ISD=30A, VGS=0

 

 

 

 

 

1.3

V

 

VSD

 

 

 

 

 

 

 

trr

Reverse recovery time

 

I

=60A, di/dt = 100A/µs,

 

 

 

 

36

 

ns

 

 

 

 

 

SD

 

 

 

 

 

 

 

 

Qrr

Reverse recovery charge

 

VDD=20V, Tj=150°C

 

 

 

 

36

 

nC

 

IRRM

Reverse recovery current

 

(see Figure 20)

 

 

 

 

2

 

A

1. Pulsed: pulse duration = 300µs, duty cycle 1.5%

5/17

STMicroelectronics STD70N02L, STD70N02L-1 Technical data

Electrical characteristics

STD70N02L - STD70N02L-1

 

 

2.1Electrical characteristics (curves)

Figure 1. Safe operating area

 

 

 

 

 

 

Figure 2. Thermal impedance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 3. Output characterisics

 

Figure 4. Transfer characteristics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 5. Transconductance

 

Figure 6. Static drain-source on resistance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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