Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

3 Datenblattangaben für MOSFET, IGBT, Dioden und Thyristoren
R th(j-c)
und R th(j-s)
sind vor allem von der Chipfläche je Schalter und den Wärmeübertragungseigenschaften
der isolierenden DCB-Keramik abhängig. R th(j-s)
wird außerdem wie R th(c-s)
von Dicke und
Eigenschaften von Wärmeleitschichten zwischen Modul und Kühlkörper, der Kühlkörperoberfläche
und dem Anzugsdrehmoment der Befestigungsschrauben bestimmt.
Die Temperaturdifferenzen DT über den einzelnen thermischen Widerständen bei konstanter Verlustleistung
P V
der im Modul enthaltenen MOSFET-Schalter (unabhängig von der Anzahl im Modul
ggf. parallel geschalteter Chips) ergeben sich wie folgt:
--
Chip – Bodenplatte (Module mit Bodenplatte): DT (j-c)
= T j
– T c
= P V
· R th(j-c)
je MOSFET
--
Bodenplatte-Kühlkörper (Module m. Bodenpl.): DT (c-s)
= T c
– T s
= SP V
· R th(c-s)
je Modul
--
Chip – Kühlkörper (Module ohne Bodenplatte): DT (j-s)
= T j
– T s
= P V
· R th(j-s)
je MOSFET
3.4.2.2 Kennwerte der Inversdioden (Leistungs-MOSFET in Rückwärtsrichtung)
Das Durchlass- und Schaltverhalten der Inversdiode ist dann von Bedeutung, wenn diese an
Kommutierungsvorgängen beteiligt ist, z.B. als Freilaufdiode in Brückenschaltungen. Wie bereits
im Kap. 2.4 erklärt, erfolgt die Kommutierung in beiden Richtungen stets zwischen ein- oder ausschaltendem
MOSFET und Diode im Kommutierungskreis (Freilaufdiode), welche die Inversdiode
eines anderen MOSFET ist.
Gemeinsame Parameter für die nachfolgenden Kennwerte: kurzgeschlossene Gate-Source-Strecke
(V GS
= 0 V), Durchlassstrom I F
der Inversdiode, Chiptemperatur T j
sowie für die dynamischen
Kennwerte die wiederkehrende Sperrspannung V R
an der Inversdiode (= Betriebsspannung V DD
des MOSFET), Abklingsteilheit des Diodenstroms -di F
/dt (Stromsteilheit des einschaltenden MOS-
FET) und den externen Gatewiderstand des MOSFET R G
.
Durchlassspannung V F
= V SD
einer Inversdiode
Drain-Source-Spannungsabfall in Rückwärtsrichtung, Messung auf Terminallevel
Rückstromspitze I RRM
einer Inversdiode
Spitzenwert des Rückwärtsstroms nach dem Umschalten von Durchlassstrombelastung der Inversdiode
(Parameter I F
) auf Sperrbeanspruchung, vgl. Bild 2.3.8 und zugehörige Erklärungen
Parameter für die dynamischen Diodenkennwerte I RRM
, Q rr
und E rr
: Betriebsspannung V CC
, Diodenstrom
I F
, Steuerspannung V GS
, Abklingsteilheit des Diodenstroms -di F
/dt = Drainstromsteilheit di D
/dt
beim Einschalten, Chiptemperatur T j
)
Sperrverzögerungsladung Q rr
einer Inversdiode
Gesamt-Ladungsmenge, die nach dem Umschalten von Durchlassstrom-Belastung auf Sperrspannung
aus der Diode in den äußeren Stromkreis abfließt, d.h. vom einschaltenden MOSFET
übernommen werden muss. Sie hängt ab vom Durchlassstrom I F
vor dem Umschalten, von der
Steilheit des abklingenden Stroms -di F
/dt und Chiptemperatur T j
; Details s. Erklärungen zu Bild
2.3.8 in Kap. 2.3. Q rr
ist stark temperaturabhängig (Verdopplung bis Verachtfachung zwischen
25°C und 150°C).
Sperrverzögerungszeit t rr
Zeit, die der Inversdiodensperrstrom benötigt, um nach Umschalten mit –di F
/dt von Durchlassstrom-Belastung
auf Sperrbeanspruchung den stationären Wert zu erreichen; Details s. Erklärungen
zu Bild 2.3.8 in Kap. 2.3. t rr
ergibt sich aus Q rr
und I RRM
nach der Gleichung
t rr
≈ 2 · Q rr
/I RRM
t rr
ist stark temperaturabhängig (etwa Verdopplung zwischen 25°C und 150°C).
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