SCH2080KE : SiC パワーデバイス

SCH2080KE
N-channel SiC power MOSFET co-packaged with SiC-SBD
Datasheet
外観図
VDSS
1200V
RDS(on) (Typ.)
80m
ID
40A
PD
262W
特長
TO-247
内部回路図
1) 低オン抵抗
D(2)
2) 高速スイッチングスピード
3) 高速リカバリー
G(1)
*1
(1) ゲート
(2) ドレイン
(3) ソース
*2
4) 低VSD
5) 並列使用が容易
*1 内部ダイオード
*2 SBD
S(3)
6) 駆動回路が簡単
包装仕様
7) Pbフリー対応済み、 RoHS準拠
包装形態
用途
リールサイズ (mm)
-
テープ幅 (mm)
-
・太陽光発電
タイプ
チューブ
・DC/DC コンバーター
基本発注単位(個)
30
・誘導加熱
テーピングコード
-
・モータードライブ
標印
SCH2080KE
絶対最大定格 (Ta = 25°C)
Symbol
Value
Unit
VDSS
1200
V
Tc = 25°C
ID *1
40
A
Tc = 100°C
ID *1
28
A
ID,pulse *2
80
A
ゲート・ソース間電圧
VGSS
6 ～ 22
V
許容損失 (Tc = 25°C)
PD
262
W
ジャンクション温度
Tj
175
°C
Tstg
55 ～ 175
°C
Parameter
ドレイン・ソース間電圧
ドレイン電流（直流）
ドレイン電流（パルス）
保存温度
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SCH2080KE
熱抵抗
Symbol
Parameter
Values
Min.
Typ.
Max.
Unit
熱抵抗（ジャンクション・ケース間）
RthJC
-
0.44
0.57
°C/W
熱抵抗（ジャンクション・外気間）
RthJA
-
-
50
°C/W
実装温度（ウエーブソルダリング 10秒）
Tsold
-
-
265
°C
電気的特性 (Ta = 25°C)
Parameter
ドレイン・ソース降伏電圧
Symbol
V(BR)DSS
Conditions
Values
Unit
Min.
Typ.
Max.
1200
-
-
V
Tj = 25°C
-
20
400
A
Tj = 150°C
-
170
-
VGS = 0V, ID = 1mA
VDS = 1200V, VGS = 0V
ドレイン遮断電流
IDSS
ゲート漏れ電流
IGSS+
VGS = 22V, VDS = 0V
-
-
100
nA
ゲート漏れ電流
IGSS-
VGS = 6V, VDS = 0V
-
-
100
nA
1.6
-
4.0
V
Tj = 25°C
-
80
117
m
Tj = 125°C
-
125
-
f = 1MHz, open drain
-
6.3
-
ゲートしきい値電圧
VGS (th)
VDS = VGS, ID = 4.4mA
VGS = 18V, ID = 10A
ドレイン・ソース間オン抵抗
ゲート抵抗
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RDS(on)
RG
*3
2/12

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SCH2080KE
電気的特性 (Ta = 25°C)
Parameter
Symbol
*3
Conditions
Values
Min.
Typ.
Max.
VDS = 10V, ID = 10A
-
3.7
-
伝達コンダクタンス
gfs
入力容量
Ciss
VGS = 0V
-
1850
-
出力容量
Coss
VDS = 800V
-
175
-
帰還容量
Crss
f = 1MHz
-
20
-
VDD = 400V, VGS = 18V
-
37
-
ID = 10A
-
33
-
RL = 40
-
70
-
RG = 0
-
28
-
-
218
-
ターンオン遅延時間
td(on) *3
tr
上昇時間
ターンオフ遅延時間
*3
*3
td(off)
tf *3
下降時間
ターンオンスイッチング損失
ターンオフスイッチング損失
Eon
Eoff
*3
*3
VDD = 600V, ID=10A
VGS = 18V/0V
RG = 0, L=500H
*Eon includes diode
reverse recovery
Unit
S
pF
ns
J
-
64
-
ゲート電荷量特性 (Ta = 25°C)
Parameter
Symbol
ゲート総電荷量
Qg *3
ゲート・ソース間電荷量
Qgs
ゲート・ドレイン間電荷量
Qgd *3
ゲートプラトー電圧
*3
V(plateau)
Conditions
Values
Min.
Typ.
Max.
VDD = 400V
-
106
-
ID = 10A
-
27
-
VGS = 18V
-
31
-
VDD = 400V, ID = 10A
-
9.7
-
Unit
nC
V
*1 安全動作領域内でご使用ください。
*2 PW  10s, Duty cycle  1%
*3 パルス負荷
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内部ダイオード特性 (ソース・ドレイン間) (Ta = 25°C)
Parameter
Symbol
IS
順方向電流
Values
Conditions
*1
Unit
Min.
Typ.
Max.
-
-
40
A
-
-
80
A
-
1.3
-
V
-
37
-
ns
-
60
-
nC
-
2.4
-
A
Tc = 25°C
尖頭順サージ電流
ISM
*2
順方向電圧
VSD
*3
VGS = 0V, IS = 10A
trr *3
逆回復時間
逆回復電荷量
Qrr *3
逆回復ピーク電流
Irrm
IF = 10A, VR = 400V
di/dt = 150A/s
*3
過渡熱特性
Symbol
Value
Rth1
0.078
Rth2
0.197
Rth3
0.162
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Unit
K/W
4/12
Symbol
Value
Cth1
0.005
Cth2
0.018
Cth3
0.249
Unit
Ws/K
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SCH2080KE
電気的特性曲線
Fig.2 Maximum Safe Operating Area
Fig.1 Power Dissipation Derating Curve
300
100
PW = 100us
PW = 1ms
Drain Current : ID [A]
Power Dissipation : PD [W]
250
200
150
100
50
10
Operation in this
area is limited
by RDS(ON)
1
PW = 10ms
Ta = 25ºC
Single Pulse
0
PW = 100ms
0.1
0
50
100
150
200
0.1
Junction Temperature : Tj [°C]
1
10
100
1000
10000
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Fig.3 Typical Transient Thermal
Resistance vs. Pulse Width
Transient Thermal Resistance : Rth [K/W]
1
Ta = 25ºC
Single
0.1
0.01
0.001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
Pulse Width : PW [s]
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電気的特性曲線
Fig.4 Typical Output Characteristics(I)
40
VGS= 16V
18
VGS= 18V
Drain Current : ID [A]
VGS= 14V
25
20
VGS= 12V
15
VGS= 10V
10
5
Ta = 25ºC
Pulsed
VGS= 18V
VGS= 14V
14
VGS= 12V
12
10
8
6
VGS= 10V
4
Ta = 25ºC
Pulsed
2
0
0
0
2
4
6
8
0
10
Fig.6 Typical Output Characteristics(I)
40
25
VGS = 14V
Drain Current : ID [A]
VGS = 16V
3
4
5
20
VGS = 18V
30
2
Fig.7 Typical Output Characteristics(II)
VGS = 20V
35
1
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Drain Current : ID [A]
VGS= 16V
16
30
Drain Current : ID [A]
VGS= 20V
20
VGS= 20V
35
Fig.5 Typical Output Characteristics(II)
VGS = 12V
20
VGS = 10V
15
10
Ta = 150ºC
Pulsed
5
18
VGS = 20V
16
VGS = 18V
14
VGS = 16V
12
VGS = 14V
VGS = 12V
10
VGS= 10V
8
6
4
Ta = 150ºC
Pulsed
2
0
0
0
2
4
6
8
0
10
Drain - Source Voltage : VDS [V]
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1
2
3
4
5
Drain - Source Voltage : VDS [V]
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電気的特性曲線
Fig.8 Typical Transfer Characteristics
Fig.9 Typical Transfer Characteristics (II)
40
100
VDS = 10V
Pulsed
30
Drain Current : ID [A]
10
Drain Current : ID [A]
VDS = 10V
Pulsed
35
Ta= 150ºC
Ta= 75ºC
Ta= 25ºC
Ta= 25ºC
1
0.1
25
20
Ta= 150ºC
Ta= 75ºC
Ta= 25ºC
Ta= 25ºC
15
10
5
0
0.01
0
2
4
6
8
0
10 12 14 16 18 20
2
Gate - Source Voltage : VGS [V]
6
8
10 12 14 16 18 20
Gate - Source Voltage : VGS [V]
Fig.10 Gate Threshold Voltage
vs. Junction Temperature
Fig.11 Transconductance vs. Drain Current
5
10
VDS = 10V
ID = 10mA
4.5
VDS = 10V
Pulsed
4
Transconductance : gfs [S]
Gate Threshold Voltage : V GS(th) [V]
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-50
0
50
100
Ta = 150ºC
Ta = 75ºC
Ta = 25ºC
Ta = 25ºC
0.1
0.01
0.01
150
0.1
1
10
100
Drain Current : ID [A]
Junction Temperature : Tj [°C]
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電気的特性曲線
Fig.12 Static Drain - Source On - State
Resistance vs. Gate - Source Voltage
0.15
Ta = 25ºC
Pulsed
0.6
0.4
ID = 20A
0.2
ID = 10A
0
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Static Drain - Source On-State Resistance
: RDS(on) [Ω]
Static Drain - Source On-State Resistance
: RDS(on) [Ω]
0.8
Fig.13 Static Drain - Source On - State
Resistance vs. Junction Temperature
VGS = 18V
Pulsed
ID = 20A
0.1
ID = 10A
0.05
0
-50
0
50
100
150
Junction Temperature : Tj [ºC]
Gate - Source Voltage : VGS [V]
Static Drain - Source On-State Resistance
: RDS(on) [Ω]
Fig.14 Static Drain - Source On - State
Resistance vs. Drain Current
1
VGS = 18V
Pulsed
0.1
Ta = 150ºC
Ta = 75ºC
Ta = 25ºC
Ta = 25ºC
0.01
0.1
1
10
100
Drain Current : ID [A]
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電気的特性曲線
Fig.15 Typical Capacitance
vs. Drain - Source Voltage
Fig.16 Coss Stored Energy
10000
60
Ciss
1000
Capacitance : C [pF]
Coss Stored Energy : EOSS [uJ]
Ta = 25ºC
Coss
100
Crss
10
Ta = 25ºC
f = 1MHz
VGS = 0V
1
0.1
1
10
100
50
40
30
20
10
0
1000
0
400
600
800
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Fig.17 Switching Characteristics
Fig.18 Dynamic Input Characteristics
20
10000
1000
Gate - Source Voltage : VGS [V]
Ta = 25ºC
VDD = 400V
VGS = 18V
RG = 0Ω
Pulsed
tf
Switching Time : t [ns]
200
td(off)
100
tr
10
td(on)
Ta = 25ºC
VDD = 400V
ID = 10A
Pulsed
15
10
5
0
1
0.01
0.1
1
10
100
0
Drain Current : ID [A]
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20
40
60
80
100
120
Total Gate Charge : Qg [nC]
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電気的特性曲線
Fig.19 Typical Switching Loss
vs. Drain - Source Voltage
Fig.20 Typical Switching Loss
vs. Drain Current
400
1200
300
250
Ta = 25ºC
VDD=600V
VGS = 18V/0V
RG=0
L=500H
1000
Switching Energy : E [J]
Switching Energy : E [J]
1100
Ta = 25ºC
ID=10A
VGS = 18V/0V
RG=0
L=500H
350
Eon
200
150
100
50
Eoff
900
800
Eon
700
600
500
400
300
200
Eoff
100
0
0
0
200
400
600
800
0
1000
5
10
15
20
25
30
35
Drain - Current : ID [A]
Drain - Source Voltage : VDS [V]
Fig.21 Typical Switching Loss
vs. External Gate Resistance
600
Ta = 25ºC
VDD=600V
ID=10A
VGS = 18V/0V
L=500H
550
Switching Energy : E [J]
500
450
400
Eon
350
300
250
200
150
Eoff
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
External Gate Resistance : RG []
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電気的特性曲線
Fig.22 Inverse Diode Forward Current
vs. Source - Drain Voltage
Fig.23 Reverse Recovery Time
vs.Inverse Diode Forward Current
1000
VGS = 0V
Pulsed
Reverse Recovery Time : trr [ns]
Inverse Diode Forward Current : IS [A]
100
10
Ta = 125ºC
Ta = 75ºC
Ta = 25ºC
Ta = 25ºC
1
0.1
Ta = 25ºC
di / dt = 150A / us
VR = 400V
VGS = 0V
Pulsed
100
10
0.01
0
0.5
1
1.5
1
2
100
Inverse Diode Forward Current : IS [A]
Source - Drain Voltage : VSD [V]
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SCH2080KE
測定回路図
Fig.1-1 スイッチング時間測定回路
VGS
Fig.1-2　スイッチング波形
Pulse width
ID
VDS
RL
D.U.T.
50%
10%
VDD
RG
90%
50%
10%
VGS
VDS
10%
90%
td(on)
90%
td(off)
tr
ton
Fig.2-1 ゲート電荷量測定回路
tf
toff
Fig.2-2 ゲート電荷量波形
VG
VGS
ID
VDS
Qg
RL
VGS
D.U.T.
IG(Const.)
Qgs
VDD
Qgd
Charge
Fig.3-1 スイッチング損失測定回路
Fig.3-2 スイッチング波形
Eon = ID×VDS
Same type
D.U.T.
device
as
D.U.T.
IF
L
Eoff = ID×VDS
Vsurge
Irr
VDS
VDD
DRIVER
MOSFET
D.U.T.
RG
ID
ID
Fig.4-1 逆回復時間測定回路
Fig.4-2 逆回復波形
IF
D.U.T.
IF
L
trr
0
VDD
RG
Irr 10%
DRIVER
MOSFET
Irr
drr / dt
Irr 90%
Irr 100%
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外形寸法図 (Unit : mm)
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ご注意
1) 本資料の記載内容は改良などのため予告なく変更することがあります。
2) 本資料に記載されている内容は製品のご紹介資料です。ご使用に際しては、別途最新の仕様書を必ず
ご請求のうえ、ご確認ください。
3) ロームは常に品質・信頼性の向上に取り組んでおりますが、半導体製品は種々の要因で故障・誤作動する
可能性があります。
万が一、本製品が故障・誤作動した場合であっても、その影響により人身事故、火災損害等が起こらない
ようご使用機器でのディレーティング、冗長設計、延焼防止、バックアップ、フェイルセーフ等の安全確保
をお願いします。定格を超えたご使用や使用上の注意書が守られていない場合、いかなる責任もローム
は負うものではありません。
4) 本資料に記載されております応用回路例やその定数などの情報につきましては、本製品の標準的な動作
や使い方を説明するものです。
したがいまして、量産設計をされる場合には、外部諸条件を考慮していただきますようお願いいたします。
5) 本資料に記載されております技術情報は、製品の代表的動作および応用回路例などを示したものであり、
ロームまたは他社の知的財産権その他のあらゆる権利について明示的にも黙示的にも、その実施また
は利用を許諾するものではありません。上記技術情報の使用に起因して紛争が発生した場合、ロームは
その責任を負うものではありません。
6) 本資料に掲載されております製品は、耐放射線設計はなされておりません。
7) 本製品を下記のような特に高い信頼性が要求される機器等に使用される際には、ロームへ必ずご連絡
の上、承諾を得てください。
・輸送機器（車載、船舶、鉄道など）、幹線用通信機器、交通信号機器、防災・防犯装置、安全確保のため
の装置、医療機器、サーバー、太陽電池、送電システム
8) 本製品を極めて高い信頼性を要求される下記のような機器等には、使用しないでください。
・航空宇宙機器、原子力制御機器、海底中継機器
9) 本資料の記載に従わないために生じたいかなる事故、損害もロームはその責任を負うものではありません。
10) 本資料に記載されております情報は、正確を期すため慎重に作成したものですが、万が一、当該情報の
誤り・誤植に起因する損害がお客様に生じた場合においても、ロームはその責任を負うものではありま
せん。
11) 本製品のご使用に際しては、RoHS 指令など適用される環境関連法令を遵守の上ご使用ください。
お客様がかかる法令を順守しないことにより生じた損害に関して、ロームは一切の責任を負いません。
本製品の RoHS 適合性などの詳細につきましては、セールス･オフィスまでお問合せください。
12) 本製品および本資料に記載の技術を輸出又は国外へ提供する際には、「外国為替及び外国貿易法」、
「米国輸出管理規則」など適用される輸出関連法令を遵守し、それらの定めにしたがって必要な手続を
行ってください。
13) 本資料の一部または全部をロームの許可なく、転載・複写することを堅くお断りします。
ローム製品のご検討ありがとうございます。
より詳しい資料やカタログなどご用意しておりますので、お問合せください。
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