Datenblatt / Data sheet

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1 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Periodische Vorwärts- und Rückwärts-Spitzensperrspannung Kenndaten repetitive peak forward off-state and reverse voltages Vorwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak forward off-state voltage T vj = -40 C... T vj max V DRM,V RRM Elektrische Eigenschaften T vj = -40 C... T vj max V DSM V V V V Rückwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage T vj = +25 C... T vj max V RSM V V Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert maximum RMS on-state current Dauergrenzstrom average on-state current Stoßstrom-Grenzwert surge current Grenzlastintegral I²t-value Kritische Stromsteilheit critical rate of rise of on-state current Kritische Spannungssteilheit critical rate of rise of off-state voltage T C = 85 C T C = 54 C T vj = 25 C, t P = 10 ms T vj = T vj max, t P = 10 ms T vj = 25 C, t P = 10 ms T vj = T vj max, t P = 10 ms DIN IEC f = 50 Hz, i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs T vj = T vj max, v D = 0,67 V DRM 5.Kennbuchstabe / 5 th letter F I TRMSM 3500 A I TAVM I TSM I²t (di T/dt) cr (dv D/dt) cr A A A 1) A 10³ A²s 10³ A²s 200 A/µs 1000 V/µs Charakteristische Werte / Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage Schleusenspannung threshold voltage Ersatzwiderstand slope resistance Durchlaßkennlinie on-state characteristic v = A + B i + C Ln ( i + 1) + D T T T Zündstrom gate trigger current Zündspannung gate trigger voltage Nicht zündender Steuerstrom gate non-trigger current Nicht zündende Steuerspannung gate non-trigger voltage Haltestrom holding current Einraststrom latching current Vorwärts- und Rückwärts-Sperrstrom forward off-state and reverse current Zündverzug gate controlled delay time it T vj = T vj max, i T = 7 ka T vj = T vj max,i T = 1,5 ka v T max. max. 2,10 1,13 T vj = T vj max V (T0) 0,9 V T vj = T vj max r T 0,15 mω T vj = T vj max A= B= C= D= 3,027E-01 1,696E-04 9,303E-02-2,552E-03 T vj = 25 C, v D = 6 V I GT max. 250 ma T vj = 25 C, v D = 6 V V GT max. 2 V T vj = T vj max, v D = 6 V I GD max. T vj = T vj max, v D = 0,5 V DRM max. T vj = T vj max, v D = 0,5 V DRM V GD max. 0,2 V 10 5 V V ma ma T vj = 25 C, v D = 6 V, R A = 5 Ω I H max. 500 ma T vj = 25 C, v D = 6 V, R GK 10 Ω i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs, t g = 20 µs I L max ma T vj = T vj max i D, i R max. 150 ma v D = V DRM, v R = V RRM DIN IEC T vj = 25 C,i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs t gd max. 4 µs 1) Gehäusegrenzstrom 36 ka (50 Hz Sinushalbwelle). / peak case non-rupture current 36 ka (50 Hz sinusoidal half-wave). prepared by: Zellerhoff date of publication: approved by: J. Novotny revision: 1 MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 1/30

2 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Freiwerdezeit circuit commutated turn-off time T vj = T vj max, i TM = I TAVM Thermische v RM Eigenschaften = 100 V, v DM = 0,67 V DRM dv D/dt = 20 V/µs, -di T/dt = 10 A/µs Mechanische 4.Kennbuchstabe Eigenschaften / 4 th letter O t q typ. 240 µs Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature Betriebstemperatur operating temperature Lagertemperatur storage temperature Kühlfläche / cooling surface beidseitig / two-sided, θ = 180 sin beidseitig / two-sided, DC Anode / anode, θ = 180 sin Anode / anode, DC Kathode / cathode, θ = 180 sin Kathode / cathode, DC Kühlfläche / cooling surface beidseitig / two-sided einseitig / single-sided R thjc R thch max. max. max. max. max. max. max. max. 0,0184 0,017 0,0344 0,033 0,0364 0,035 0,0025 0,005 T vj max 125 C T c op C T stg C C/W C/W C/W C/W C/W C/W C/W C/W Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Gehäuse, siehe Anlage case, see annex Si-Element mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact Anpresskraft clamping force Gewicht weight Kriechstrecke creepage distance Feuchteklasse humidity classification Schwingfestigkeit vibration resistance DIN Seite 3 page 3 F kn G typ. 600 g 32 mm f = 50 Hz 50 m/s² C Mit diesem Datenblatt werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Sie gilt in Verbindung mit den zugehörigen technischen Erläuterungen. This data sheet specifies semiconductor devices, but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes. MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 2/30

3 Maßbild MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 3/30

4 R,T Werte Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thjc für DC Analytical elements of transient thermal impedance Z thjc for DC Pos. n beidseitig R thn [ C/W] 0, ,0011 0, , , ,00575 two-sided τ n [s] 0, , ,0139 0,0662 0,512 1,49 anodenseitg R thn [ C/W] 0, ,0019 0, , , ,02 anode-sided τ n [s] 0,0016 0,0091 0,0791 0,26 1,736 7,21 kathodenseitig R thn [ C/W] 0, , , , ,02084 cathode-sided τ n [s] 0,0014 0, ,154 2,58 7,007 n max -t = τn thn n=1 Analytische Funktion / Analytical function: Z Σ R 1 e thjc Kühler heatsink K0.05F natürliche Luftkühlung natural air-cooling Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thca Analytical elements of transient thermal impedance Z thca Pos. n R thn [ C/W] 0, , ,204 P AV = 400 W τ n [s] 1,91 11, Kühler heatsink K 0,048 F verstärkte Luftkühlung forced air-cooling Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thca Analytical elements of transient thermal impedance Z thca Pos. n R thn [ C/W] 0, , ,0284 v L = 120 l/s τ n [s] 2, n max -t = τn thn n=1 Analytische Funktion / Analytical function: Z Σ R 1 e thca MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 4/30

5 Diagramme Durchlasskennlinie i T [A] ,5 1 1,5 2 2,5 v T [V] Grenzdurchlaßkennlinie / Limiting on-state characteristic i T = f(v T) T vj = T vj max MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 5/30

6 4.000 Durchlassverluste bei Sinus Θ = 30 P TAV [W] I TAV [A] Durchlaßverlustleistung / On-state power loss P TAV = f(i TAV) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 6/30

7 140 Beidseitige Kühlung Tc bei Sinus T C [ C] Θ = I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 7/30

8 140 Anodenseitige Kühlung T C [ C] Θ = I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 8/30

9 140 Kathodenseitige Kühlung T C [ C] Θ = I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 9/30

10 140 Natürliche Kühlung 120 Ta bei Sinus 100 T A [ C] Θ = I TAVM [A] Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperature T A = f (I TAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Luftselbstkühlung / Natural air-cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.05F MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 10/30

11 140 Verstärkte Kühlung T A [ C] Θ = I TAVM [A] Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperature T A = f (I TAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Verstärkte Luftkühlung / Forced air-cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.05F, V L = 120 l/s MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 11/30

12 5.000 Durchlassverluste bei Rechteck DC Θ = 30 P TAV [W] I TAV [A] Durchlaßverlustleistung / On-state power loss P TAV = f(i TAV) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 12/30

13 140 Tc bei Rechteck Beidseitige Kühlung T C [ C] Θ = DC I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 13/30

14 140 Anodenseitige Kühlung T C [ C] Θ = DC I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 14/30

15 140 Kathodenseitige Kühlung T C [ C] Θ = DC I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 15/30

16 140 Natürliche Kühlung 120 Ta bei Rechteck 100 T A [ C] Θ = 30 DC I TAVM [A] Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperature T A = f (I TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Luftselbstkühlung / Natural air-cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.05F MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 16/30

17 140 Verstärkte Kühlung T A [ C] Θ = DC I TAVM [A] Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperature T A = f (I TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Verstärkte Luftkühlung / Forced air-cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.05F, V L = 120 l/s MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 17/30

18 Natürliche Kühlung Überstrom I T (OV) [A] I TAV (vor) = 0 A 80 A 140 A 200 A 240 A 270 A ,01 0, t [s] Überstrom / Overload on-state current I T(OV) = f(t) Beidseitige natürliche Kühlung / Natural two-sided cooling K0.05F Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current I TAV(vor) MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 18/30

19 Verstärkte Kühlung I T (OV) [A] I TAV (vor) = 0 A 250 A 450 A 600 A 700 A 800 A ,01 0, t [s] Überstrom / Overload on-state current I T(OV) = f(t) Beidseitige verstärkte Kühlung / Forced two-sided cooling K0.05F T A = 35 C, V L = 120 l/s Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current I TAV(vor) MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 19/30

20 s 4 s Aussetzbetrieb I TAV(vor) [A] = I TINT [A], I TAV(vor) = min 4 min 10 min 40 min 2 h 1 s 0,4 s SD = 0,1 ED SD I TINT I TAV(vor) 0 0, ED [%] I TINT [A] Höchstzulässiger Durchlaßstrom bei Aussetzbetrieb Maximum allowable on-state current during intermittent operation I TINT = f(ed) Beidseitige natürliche Kühlung / Natural two-sided cooling K0.05F T A = 45 C Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current I TAV(vor), Spieldauer / Cycle duration SD s I TAV(vor) [A] = s 1 s I TINT [A], I TAV(vor) = min 4 min 10 min 40 min 2 h 0,4 s SD = 0,1 ED SD 1000 I TINT I TAV(vor) 0 0, ED [%] I TINT [A] Höchstzulässiger Durchlaßstrom bei Aussetzbetrieb Maximum allowable on-state current during intermittent operation I TINT = f(ed) Beidseitige verstärkte Kühlung / Forced two-sided cooling K0.05F T A = 35 C, V L = 120 l/s Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current I TAV(vor), Spieldauer / Cycle duration SD MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 20/30

21 a Grenzstrom T A = 35 C v L =120l/s I T(OV)M [A] b T A = 45 C ,01 0, t [s] Grenzstrom / Maximum overload on-state current I T(OV)M = f(t), v RM = 0,8 V RRM Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling K0.05F Belastung aus / Surge current occurs: a - Leerlauf / No-load conditions b - Betrieb mit Dauergrenzstrom / During operation at max. average on-state current I TAVM MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 21/30

22 100 Steuercharakteristik 10 b c a vg [V] 1 T vj = +125 C Tvj = +25 C T vj = -40 C 0, ig [ma] Steuercharakteristik v G = f (i G) mit Zündbereichen für V D = 6 V Gate characteristic v G = f (i G) with triggering area for V D = 6 V Höchstzulässige Spitzensteuerverlustleistung / Maximum rated peak gate power dissipation P GM = f (t g ) : a - 20 W/10ms b - 40 W/1ms c - 60 W/0,5ms MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 22/30

23 1000 Zündverzug 100 t gd [µs] 10 b 1 a 0,1 0,01 0, i GM [A] Zündverzug / Gate controlled delay time t gd = f(i GM) T vj = 25 C, di G/dt = i GM/1µs a - maximaler Verlauf / Limiting characteristic b - typischer Verlauf /Typical characteristic MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 23/30

24 10000 Sperrverzögerungsladung 8000 i TM = 2000A A Q r [µas] 500A A A di/dt [A/µs] Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Q r = f(-di/dt) T vj=t vjmax, v R=0,5 V RRM, V RM=0,8 V RRM Parameter: Durchlaßstrom / On-state current i TM MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 24/30

25 0,025 Trans. Wärmewid. bei Sinus Beidseitige Kühlung 0,020 Θ = ,015 Z (th) JC [ C/W] 0,010 0,005 0,000 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 25/30

26 0,040 Anodenseitige Kühlung Θ = ,030 Z (th) JC [ C/W] 0,020 0,010 0,000 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 26/30

27 Kathodenseitige Kühlung 0,040 Θ = ,030 Z (th) JC [ C/W] 0,020 0,010 0,000 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 27/30

28 0,025 Trans. Wärmewid. bei Rechteck Beidseitige Kühlung 0,020 Θ = DC 0,015 Z (th) JC [ C/W] 0,010 0,005 0,000 0,001 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 28/30

29 Anodenseitige Kühlung 0,040 Θ = DC 0,030 Z (th) JC [ C/W] 0,020 0,010 0,000 0,001 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 29/30

30 Kathodenseitige Kühlung Θ 30 0, DC 0,030 Z (th)jc [ C/W] 0,020 0,010 0,000 0,001 0,01 0, t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance Z (th)jc = f(t) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling MA4 BE / 24 Jul 1992, Zellerhoff A 14/92 Seite/page 30/30

31 utzungsbedingungen Die in diesem Produktdatenblatt enthaltenen Daten sind ausschließlich für technisch geschultes Fachpersonal bestimmt. Die Beurteilung der Geeignetheit dieses Produktes für die von Ihnen anvisierte Anwendung sowie die Beurteilung der Vollständigkeit der bereitgestellten Produktdaten für diese Anwendung obliegt Ihnen bzw. Ihren technischen Abteilungen. In diesem Produktdatenblatt werden diejenigen Merkmale beschrieben, für die wir eine liefervertragliche Gewährleistung übernehmen. Eine solche Gewährleistung richtet sich ausschließlich nach Maßgabe der im jeweiligen Liefervertrag enthaltenen Bestimmungen. Garantien jeglicher Art werden für das Produkt und dessen Eigenschaften keinesfalls übernommen. Sollten Sie von uns Produktinformationen benötigen, die über den Inhalt dieses Produktdatenblatts hinausgehen und insbesondere eine spezifische Verwendung und den Einsatz dieses Produktes betreffen, setzen Sie sich bitte mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung (siehe Vertrieb&Kontakt). Für Interessenten halten wir Application Notes bereit. Aufgrund der technischen Anforderungen könnte unser Produkt gesundheitsgefährdende Substanzen enthalten. Bei Rückfragen zu den in diesem Produkt jeweils enthaltenen Substanzen setzen Sie sich bitte ebenfalls mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung. Sollten Sie beabsichtigen, das Produkt in Anwendungen der Luftfahrt, in gesundheits- oder lebensgefährdenden oder lebenserhaltenden Anwendungsbereichen einzusetzen, bitten wir um Mitteilung. Wir weisen darauf hin, dass wir für diese Fälle - die gemeinsame Durchführung eines Risiko- und Qualitätsassessments; - den Abschluss von speziellen Qualitätssicherungsvereinbarungen; - die gemeinsame Einführung von Maßnahmen zu einer laufenden Produktbeobachtung dringend empfehlen und gegebenenfalls die Belieferung von der Umsetzung solcher Maßnahmen abhängig machen. Soweit erforderlich, bitten wir Sie, entsprechende Hinweise an Ihre Kunden zu geben. Inhaltliche Änderungen dieses Produktdatenblatts bleiben vorbehalten. Terms & Conditions of usage The data contained in this product data sheet is exclusively intended for technically trained staff. You and your technical departments will have to evaluate the suitability of the product for the intended application and the completeness of the product data with respect to such application. This product data sheet is describing the characteristics of this product for which a warranty is granted. Any such warranty is granted exclusively pursuant the terms and conditions of the supply agreement. There will be no guarantee of any kind for the product and its characteristics. Should you require product information in excess of the data given in this product data sheet or which concerns the specific application of our product, please contact the sales office, which is responsible for you (see sales&contact). For those that are specifically interested we may provide application notes. Due to technical requirements our product may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact the sales office, which is responsible for you. Should you intend to use the Product in aviation applications, in health or live endangering or life support applications, please notify. Please note, that for any such applications we urgently recommend - to perform joint Risk and Quality Assessments; - the conclusion of Quality Agreements; - to establish joint measures of an ongoing product survey, and that we may make delivery depended on the realization of any such measures. If and to the extent necessary, please forward equivalent notices to your customers. Changes of this product data sheet are reserved.