TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
EconoPACK™3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundNTC
EconoPACK™3modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandNTC
VorläufigeDaten/PreliminaryData
VCES = 650V
IC nom = 150A / ICRM = 300A
TypischeAnwendungen
• Motorantriebe
TypicalApplications
• MotorDrives
ElektrischeEigenschaften
• ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V
• Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender
Kurzschlussstrom
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
ElectricalFeatures
• Increasedblockingvoltagecapabilityto650V
• High Short Circuit Capability, Self Limiting Short
CircuitCurrent
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
MechanischeEigenschaften
• IntegrierterNTCTemperaturSensor
• Kupferbodenplatte
• Lötverbindungstechnik
• Standardgehäuse
MechanicalFeatures
• IntegratedNTCtemperaturesensor
• CopperBasePlate
• SolderContactTechnology
• StandardHousing
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
ContentoftheCode
Digit
ModuleSerialNumber
ModuleMaterialNumber
ProductionOrderNumber
Datecode(ProductionYear)
Datecode(ProductionWeek)
1-5
6-11
12-19
20-21
22-23
ULapproved(E83335)
1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
650
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 55°C, Tvj max = 175°C
IC nom
150
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
300
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
430
W
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 2,40 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VCE sat
typ.
max.
1,55
1,70
1,75
1,95
V
V
V
VGEth
5,0
5,8
6,5
V
VGE = -15 V ... +15 V
QG
1,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
2,0
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
9,30
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,285
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 650 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C
ICES
1,0
mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent
VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C
IGES
400
nA
td on
0,12
0,14
0,14
µs
µs
µs
tr
0,03
0,04
0,04
µs
µs
µs
td off
0,34
0,37
0,38
µs
µs
µs
tf
0,06
0,07
0,07
µs
µs
µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,3 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,3 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 3,3 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 3,3 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 150 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 5400 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 3,3 Ω
Tvj = 150°C
Eon
0,94
1,50
1,65
mJ
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 150 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 3800 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 3,3 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
5,75
7,40
7,85
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
720
570
A
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,085
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
2
tP ≤ 10 µs, Tvj = 25°C
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
0,35 K/W
K/W
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = 25°C
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent
tP = 1 ms
Grenzlastintegral
I²t-value
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C
VRRM
650
V
IF
150
A
IFRM
300
A
I²t
2050
1950
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,55
1,50
1,45
1,95
A²s
A²s
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 150 A, - diF/dt = 5400 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
150
180
185
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 150 A, - diF/dt = 5400 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
7,00
13,0
15,0
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 150 A, - diF/dt = 5400 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
1,95
3,50
3,95
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,15
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
150
min.
typ.
max.
R25
5,00
kΩ
∆R/R
-5
5
%
P25
20,0
mW
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
V
V
V
0,60 K/W
K/W
°C
NTC-Widerstand/NTC-Thermistor
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Nennwiderstand
Ratedresistance
TC = 25°C
AbweichungvonR100
DeviationofR100
TC = 100°C, R100 = 493 Ω
Verlustleistung
Powerdissipation
TC = 25°C
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/50
3375
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/80
3411
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/100
3433
K
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
3
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
Kriechstrecke
Creepagedistance
VISOL
2,5
kV
Cu
Al2O3
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
10,0
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
7,5
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
> 200
min.
typ.
RthCH
0,009
LsCE
21
nH
RCC'+EE'
1,80
mΩ
Tstg
-40
125
°C
SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
3,00
-
6,00
Nm
Gewicht
Weight
G
300
g
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proModul/permodule
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
4
max.
K/W
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS150R07N3E4
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
300
300
250
250
200
200
IC [A]
IC [A]
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
150
150
100
100
50
50
0
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
VCE [V]
2,0
2,4
0
2,8
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 3,0
VCE [V]
3,5
4,0
4,5
5,0
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=3.3Ω,RGoff=3.3Ω,VCE=300V
300
13
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
12
11
250
10
9
200
E [mJ]
IC [A]
8
150
7
6
5
100
4
3
50
2
1
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
5
0
30
60
90
120 150 180 210 240 270 300
IC [A]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS150R07N3E4
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=150A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
11
1
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
10
9
ZthJC : IGBT
8
0,1
ZthJC [K/W]
E [mJ]
7
6
5
4
0,01
3
2
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,021 0,1155 0,112 0,1015
τi[s]:
0,01 0,02
0,05 0,1
1
0
0
1
2
3
4
5
6
0,001
0,001
7 8 9 10 11 12 13 14 15
RG [Ω]
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=3.3Ω,Tvj=150°C
330
IC, Chip
IC, Modul
300
1
10
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
270
240
240
210
210
180
180
IF [A]
IC [A]
0,1
t [s]
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
270
150
150
120
120
90
90
60
60
30
30
0
0,01
0
100
200
300
400
VCE [V]
500
600
0
700
0,0
0,4
0,8
1,2
VF [V]
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
6
1,6
2,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS150R07N3E4
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=3.3Ω,VCE=300V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=150A,VCE=300V
6
5
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
5
4
4
E [mJ]
E [mJ]
3
3
2
2
1
1
0
0
30
60
90
0
120 150 180 210 240 270 300
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0
3
6
9
12
15 18
RG [Ω]
21
24
27
30
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
1
100000
ZthJC : Diode
Rtyp
10000
R[Ω]
ZthJC [K/W]
0,1
0,01
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,036 0,198 0,192 0,174
τi[s]:
0,01 0,02 0,05 0,1
0,001
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
100
10
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
140
160
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
Infineon
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS150R07N3E4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Nutzungsbedingungen
DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung
derEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestelltenProduktdatenfürdiese
AnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen.
IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine
solcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenenBestimmungen.Garantien
jeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngabenindengültigenAnwendungs-und
MontagehinweisendesModulssindzubeachten.
SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine
spezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroin
Verbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirApplicationNotesbereit.
AufgrunddertechnischenAnforderungenkönnteunserProduktgesundheitsgefährdendeSubstanzenenthalten.BeiRückfragenzudenin
diesemProduktjeweilsenthaltenenSubstanzensetzenSiesichbitteebenfallsmitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroinVerbindung.
SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoderlebenserhaltenden
Anwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirumMitteilung.Wirweisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle
-diegemeinsameDurchführungeinesRisiko-undQualitätsassessments;
-denAbschlussvonspeziellenQualitätssicherungsvereinbarungen;
-diegemeinsameEinführungvonMaßnahmenzueinerlaufendenProduktbeobachtungdringendempfehlenund
gegebenenfallsdieBelieferungvonderUmsetzungsolcherMaßnahmenabhängigmachen.
Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben.
InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten.
Terms&Conditionsofusage
Thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.Youandyourtechnicaldepartmentswill
havetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproductdatawithrespecttosuch
application.
Thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.Anysuchwarrantyisgranted
exclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.Therewillbenoguaranteeofanykindfortheproductandits
characteristics.Theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered.
Shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecificapplicationof
ourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com).Forthosethatarespecifically
interestedwemayprovideapplicationnotes.
Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionpleasecontactthe
salesoffice,whichisresponsibleforyou.
ShouldyouintendtousetheProductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,pleasenotify.Please
note,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend
-toperformjointRiskandQualityAssessments;
-theconclusionofQualityAgreements;
-toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon
therealizationofanysuchmeasures.
Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers.
Changesofthisproductdatasheetarereserved.
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:RS
revision:2.0
9
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