TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07N2E4_B11
EconoPACK™2ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundPressFIT/NTC
EconoPACK™2modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandPressFIT/NTC
VorläufigeDaten/PreliminaryData
VCES = 650V
IC nom = 50A / ICRM = 100A
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
• PressFITVerbindungstechnik
• Standardgehäuse
MechanicalFeatures
• IntegratedNTCtemperaturesensor
• CopperBasePlate
• PressFITContactTechnology
• StandardHousing
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
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
FS50R07N2E4_B11
VorläufigeDaten
PreliminaryData
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
650
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 80°C, Tvj max = 175°C
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
IC nom
IC
50
70
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
100
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
190
W
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 0,80 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VCE sat
A
A
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
0,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,0
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
3,10
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,095
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
0,023
0,023
0,023
µs
µs
µs
tr
0,015
0,018
0,02
µs
µs
µs
td off
0,18
0,20
0,205
µs
µs
µs
tf
0,055
0,06
0,06
µs
µs
µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 2800 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eon
0,33
0,375
0,475
mJ
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 4200 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
1,80
2,25
2,40
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
240
190
A
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,20
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
2
tP ≤ 10 µs, Tvj = 25°C
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
0,80 K/W
K/W
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07N2E4_B11
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
50
A
IFRM
100
A
I²t
330
300
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,55
1,50
1,45
1,95
A²s
A²s
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 50 A, - diF/dt = 2800 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
IRM
69,0
76,0
80,0
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 50 A, - diF/dt = 2800 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Qr
1,90
3,40
3,95
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 50 A, - diF/dt = 2800 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Erec
0,60
0,95
1,10
mJ
mJ
mJ
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,30
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
proDiode/perdiode
V
V
V
1,20 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:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
3
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07N2E4_B11
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
0,02
LsCE
19
nH
RCC'+EE'
2,50
mΩ
Tstg
-40
125
°C
SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
3,00
-
6,00
Nm
Gewicht
Weight
G
180
g
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
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
FS50R07N2E4_B11
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
100
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,0
0,5
1,0
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
90
IC [A]
IC [A]
90
1,5
VCE [V]
2,0
2,5
0
3,0
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 3,0
VCE [V]
3,5
4,0
4,5
5,0
80
90
100
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=8.2Ω,RGoff=8.2Ω,VCE=300V
100
4,0
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
3,5
80
3,0
70
2,5
E [mJ]
IC [A]
60
50
40
2,0
1,5
30
1,0
20
0,5
10
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0,0
12
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
5
0
10
20
30
40
50 60
IC [A]
70
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS50R07N2E4_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=50A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
4,0
1
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
3,5
ZthJC : IGBT
3,0
ZthJC [K/W]
E [mJ]
2,5
2,0
0,1
1,5
1,0
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,048 0,264 0,256 0,232
τi[s]:
0,01 0,02 0,05 0,1
0,5
0,0
0
5
10
15
20
RG [Ω]
25
30
35
0,01
0,001
40
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=8.2Ω,Tvj=150°C
110
IC, Modul
IC, Chip
100
1
10
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
80
80
70
70
60
60
IF [A]
IC [A]
0,1
t [s]
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
90
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,01
0
100
200
300
400
VCE [V]
500
600
0
700
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
6
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0 1,2
VF [V]
1,4
1,6
1,8
2,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS50R07N2E4_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=8.2Ω,VCE=300V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=50A,VCE=300V
1,6
1,6
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1,4
1,2
1,2
1,0
1,0
E [mJ]
E [mJ]
1,4
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0,0
0
10
20
30
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
40
50 60
IF [A]
70
80
90
0,0
100
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0
10
20
30
40
50
RG [Ω]
60
70
80
90
140
160
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
10
100000
ZthJC : Diode
Rtyp
10000
R[Ω]
ZthJC [K/W]
1
0,1
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,072 0,396 0,384 0,348
τi[s]:
0,01 0,02 0,05 0,1
0,01
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
100
10
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07N2E4_B11
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
In fin e o n
preparedby:AS
dateofpublication:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07N2E4_B11
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:2013-11-08
approvedby:RS
revision:2.0
9
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