AUIRGPS4067D1 Product Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

G C E 

Gate Collector 

Emitter 

AUTOMOTIVE GRADE 

  

Parameter Max. 

Units 

V

CES 

Collector-to-Emitter Voltage 

600 

I

C

 @ T

C

 = 25°C 

Continuous Collector Current 

240 

 A  

I

C

 @ T

C

 = 100°C 

Continuous Collector Current 

160 

I

NOMINAL

 Nominal 

Current 

120 

I

CM 

Pulse Collector Current, V

GE 

= 15V 

360 

I

LM 

Clamped Inductive Load  Current,  V

GE 

= 20V  480 

I

F

 

NOMINAL

 

Diode Nominal Current  120 

I

FM 

Diode Maximum Forward Current  480 

V

GE  

Continuous Gate-to-Emitter Voltage 

±20 

V  

Transient Gate-to-Emitter Voltage 

±30 

P

D

 @ T

C

 = 25°C 

Maximum Power Dissipation 

750 

P

D

 @ T

C

 = 100°C 

Maximum Power Dissipation 

375 

T

Operating Junction and 

-55 to +175    

T

STG 

Storage Temperature Range 

  

Soldering Temperature, for 10 sec. 

300 (0.063 in. (1.6mm) from case) 

  °C   

Absolute Maximum Ratings 

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress rat-
ings only; and functional operation of the device at these or any other condition beyond those indicated in the specifications is not 
implied. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability. The thermal resistance 
and power dissipation ratings are measured under board mounted and still air conditions. Ambient temperature (T

A

) is 25°C, unless 

otherwise specified. 

E

G

n-channel

C

 

 

Base Part Number  

Package Type  

Standard Pack 

Orderable Part Number   

Form 

Quantity 

AUIRGPS4067D1 PG-TO274-3-903 

 

Tube 

25 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

PG-TO274-3-903  

Qualification standards can be found at 

www.infineon.com

 

INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR WITH ULTRAFAST SOFT RECOVERY DIODE 

Thermal Resistance 

 

 

 

  

Parameter 

Typ. Max. 

 

Units 

R

JC

  (IGBT) 

Thermal Resistance Junction-to-Case (each IGBT)  

––– 0.20 

R

JC

  (Diode) 

Thermal Resistance Junction-to-Case (each Diode)  

––– 0.44 

R

CS

  

Thermal Resistance, Case-to-Sink (flat, greased surface) 

0.24 ––– 

R

JA

   

Thermal Resistance, Junction-to-Ambient  (typical socket mount)  

––– 40 

°C/W  

Features

 

 Low V

CE (on)

 

Trench IGBT Technology 

  Low Switching Losses 

 6µs SCSOA  
 Square RBSOA 

  100% of the parts tested for I

LM 

 

 Positive V

CE (on)

 

Temperature Coefficient 

  Soft Recovery Co-pak Diode 

  Lead-Free, RoHS Compliant 

  Automotive Qualified *  

Benefits

 

 

High Efficiency in a Wide Range of Applications 

  Suitable for Applications in the Low to Mid-Range Frequencies 

  Rugged Transient Performance for Increased Reliability 
  Excellent Current Sharing in Parallel Operation 

 Low EMI 
 

V

CES

 = 600V 

I

C  

= 160A

T

C

 = 100°C  

tsc 

6µs, T

J(MAX)

 = 175°C 

V

CE(on) typ

. = 1.70V 

C E 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

Electrical Characteristics @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified) 

 

 

  

Parameter 

Min. Typ. Max. Units 

Conditions 

V

(BR)CES 

Collector-to-Emitter Breakdown Voltage  

600 — —  V 

V

GE

 = 0V, I

C

 = 500µA 

V

(BR)CES

/

T

Temperature Coeff. of Breakdown Voltage 

— 0.27 — V/°C 

V

GE 

= 0V, I

= 15mA (25°C-175°C) 

V

CE(on) 

  Collector-to-Emitter Saturation Voltage  

— 1.7 

2.05 

    V 

I

C

 = 120A, V

GE

 = 15V, T

J

 = 25°C 

— 2.15 — 

I

C

 = 120A, V

GE

 = 15V, T

J

 = 150°C 

— 2.20 — 

I

C

 = 120A, V

GE

 = 15V, T

J

 = 175°C 

V

GE(th) 

Gate Threshold Voltage 

4.0 — 6.5 V 

V

CE

 = V

GE

, I

C

 = 5.6mA 

V

GE(th)

/

TJ  Threshold Voltage temp. coefficient 

— -17 — 

mV/°C 

V

CE 

= V

GE

, I

= 20mA (25°C-175°C) 

gfe 

Forward Transconductance 

— 85 — S 

V

CE

 = 50V, I

C

 = 120A 

Collector-to-Emitter Leakage Current 

— 2.3 

200 µA 

 

V

GE

 = 0V, V

CE

 = 600V 

 

— 9.4 — mA  V

GE

 = 0V, V

CE

 = 600V,T

J

 = 175°C 

V

FM 

   

Diode Forward Voltage Drop    

— 1.9 2.2 

    V     

I

F

 = 120A 

— 2.0 — 

I

F

 = 120A, T

J

 = 175°C 

I

GES 

Gate-to-Emitter Leakage Current 

— — 

 

±100 

nA 

V

GE

 = ±20V 

I

CES  

Switching Characteristics @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified) 

 

 

  

Parameter Min. 

Typ. 

Max. 

Units 

Conditions 

Q

Total Gate Charge (turn-on) 

— 

240 

360 

  nC   

I

C

 = 120A 

Q

ge 

Gate-to-Emitter Charge (turn-on) 

— 

69 

104 

V

GE

 = 15V 

Q

gc 

Gate-to-Collector Charge (turn-on) 

— 

90 

135 

V

CC

 = 400V 

E

on 

Turn-On Switching Loss 

— 

8.2 

10 

  mJ   

 

E

off 

Turn-Off Switching Loss 

— 

2.9 

3.2 

 

E

total 

Total Switching Loss 

— 

11.1  13.2 

I

C

 = 120A, V

CC

 = 400V, V

GE

 = 15V 

t

d(on) 

Turn-On delay time 

— 

69 

82 

           

ns      

R

G

 = 4.7

, L = 87µH, T

J

 = 25°C 

t

Rise time 

— 

65 

82 

Energy losses include tail & diode  

t

d(off) 

Turn-Off delay time 

— 

198 

230 

reverse recovery 

t

Fall time 

— 

38 

48 

  

E

on 

Turn-On Switching Loss 

— 

10 

— 

           

mJ   

 

E

off 

Turn-Off Switching Loss 

— 

3.8 

— 

 

E

total 

Total Switching Loss 

— 

13.8 

— 

I

C

 = 120A, V

CC

 = 400V, V

GE

 = 15V 

t

d(on) 

Turn-On delay time 

— 

63 

— 

           

ns     

R

G

 = 4.7

, L = 87µH, T

J

 = 175°C 

t

Rise time 

— 

64 

— 

Energy losses include tail & diode  

t

d(off) 

Turn-Off delay time 

— 

230 

— 

reverse recovery 

t

Fall time 

— 

51 

— 

  

C

ies 

Input Capacitance 

— 

7780 

— 

 pF   

V

GE

 = 0V 

C

oes 

Output Capacitance 

— 

505 

— 

V

CC

 = 30V 

C

res 

Reverse Transfer Capacitance 

— 

245 

— 

f = 1.0Mhz 

  

  

  

  

  

  

T

J

 = 175°C, I

C

 = 480A 

RBSOA 

Reverse Bias Safe Operating Area 

     FULL SQUARE 

  

V

CC

 = 480V, Vp ≤ 600V  

  

  

  

  

  

  

Rg = 4.7

, V

GE

 = +20V to 0V 

SCSOA 

Short Circuit Safe Operating Area 

6   

—   

—   

V

CC

 = 400V, Vp ≤ 600V  

  

  

Rg = 1.0

, V

GE

 = +15V to 0V  

Erec 

Reverse Recovery Energy of the Diode 

— 

2440 

— 

µJ  T

J

 = 175°C   

t

rr 

Diode Reverse Recovery Time 

— 

360 

— 

ns  V

CC

 = 400V, I

F

 = 120A 

I

rr 

Peak Reverse Recovery Current 

— 

53 

— 

V

GE

 = 15V, Rg = 4.7

, L = 87µH 

µs   

Notes: 

 

V

CC

 = 80% (V

CES

), V

GE

 = 20V, L = 0.87µH, R

G

 = 50

 tested in production ILM  400A. 

  Pulse width limited by max. junction temperature. 

  Refer to AN-1086 for guidelines for measuring V

(BR)CES 

safely. 

  R

 is measured at T

J

 approximately 90°C. 



Calculated continuous current based on maximum allowable junction temperature. Package IGBT current limit is 195A. 

 

Package diode current limit is120A.  Note that current limitations arising from heating of the device leads may occur.

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

0

20 40 60 80 100 120 140 160 180

 TC (°C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

P

to

t (

W

)

25

50

75

100

125

150

175

 TC (°C)

0

50

100

150

200

250

I C

 (

A

)

1

10

100

1000

10000

VCE (V)

0.1

1

10

100

1000

I C

 (

A

)

1msec

10µsec

100µsec

Tc = 25°C

Tj = 175°C

Single Pulse

DC

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 VCE (V)

0

60

120

180

240

300

360

420

480

I C

E

 (

A

)

VGE = 18V

VGE = 15V

VGE = 12V

VGE = 10V

VGE = 8.0V

Fig. 3 -  Forward SOA 

T

C

 = 25°C, T

J

 

  175°C; V

GE

 =15V 

Fig. 1 - Maximum DC Collector Current vs. 

Case Temperature 

10

100

1000

VCE (V)

1

10

100

1000

I C

 A

)

Fig. 4 - Reverse Bias SOA 

                 T

J

 = 175°C; V

GE

 = 20V 

Fig. 2 - Power  Dissipation vs.  

      Case Temperature 

Fig. 5 -  Typ. IGBT Output Characteristics  

T

J

 = -40°C; tp = 30µs 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 VCE (V)

0

60

120

180

240

300

360

420

480

I C

E

 (

A

)

VGE = 18V

VGE = 15V

VGE = 12V

VGE = 10V

VGE = 8.0V

Fig. 6 - Typ. IGBT Output Characteristics  

T

= 25°C; tp = 30µs 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 VCE (V)

0

60

120

180

240

300

360

420

480

I C

E

 (

A

)

VGE = 18V

VGE = 15V

VGE = 12V

VGE = 10V

VGE = 8.0V

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

 VF (V)

0

60

120

180

240

300

360

420

480

I F

 (

A

)

TJ = -40°C

TJ = 25°C

TJ =175°C

5

10

15

20

 VGE (V)

0

2

4

6

8

10

V

C

E

 (

V

)

ICE = 60A

ICE = 120A

ICE = 195A

Fig. 7 - Typ. IGBT Output Characteristics  

T

J

 = 175°C; tp = 30µs 

5

10

15

20

 VGE (V)

0

2

4

6

8

10

V

C

E

 (

V

)

ICE = 60A

ICE = 120A

ICE = 195A

Fig. 8 - Typ. Diode Forward Characteristics 

tp = 30µs 

5

10

15

20

 VGE (V)

0

2

4

6

8

10

V

C

E

 (

V

)

ICE = 60A

ICE = 120A

ICE = 195A

Fig. 11 - Typical V

CE

 vs. V

GE

  

T

= 175°C 

Fig. 9 - Typical V

CE

 vs. V

GE

  

T

= -40°C 

0

2

4

6

8

10

12

14

16

 VGE, Gate-to-Emitter Voltage (V)

0

60

120

180

240

300

360

420

480

I C

C

ol

le

ct

or

-t

o-

E

m

itt

er

 C

ur

re

nt

 (

A

)

TJ = -40°C

TJ = 25°C

TJ = 175°C

Fig. 12 - Typ. Transfer Characteristics  

V

CE

 = 50V; tp = 10µs 

Fig. 10 -  Typical V

CE

 vs. V

GE

  

T

= 25°C 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

0

20

40

60

80

100

120

RG ()

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

E

ne

rg

J)

EOFF

EON

Fig. 15 - Typ. Energy Loss vs. R

 

T

J

 = 175°C; L = 0.087mH; V

CE 

= 400V, I

CE

 = 120A;  V

GE

 = 15V 

0

50

100

150

200

250

IC (A)

10

100

1000

S

w

ic

hi

ng

 T

im

(n

s)

tR

tdOFF

tF

tdON

0

50

100

150

200

250

IC (A)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

E

ne

rg

J)

EOFF

EON

Fig. 13 - Typ. Energy Loss vs. I

C

  

T

J

 = 175°C; L = 0.087mH; V

CE 

= 400V, R

G

 = 5.0

; V

GE

 = 15V 

0

25

50

75

100

RG ()

10

100

1000

10000

S

w

ic

hi

ng

 T

im

(n

s)

tR

tdOFF

tF

tdON

Fig. 16 - Typ. Switching Time  vs. R

 

T

J

 = 175°C; L = 0.087mH; V

CE

 = 400V, I

CE

 = 120A; V

GE

 = 15V 

Fig. 14 - Typ. Switching Loss vs. I

C

  

T

J

 = 175°C; L = 0.087mH; V

CE 

= 400V, R

G

 = 5.0

; V

GE

 = 15V 

0

50

100

150

200

250

IF (A)

30

35

40

45

50

55

60

I R

R

 (

A

)

RG = 10

RG = 2

RG = 4.7

RG = 50

Fig. 17 - Typ. Diode I

RR

 vs. I

F

  

T

J

 = 175°C 

0

10

20

30

40

50

60

RG (

36

38

40

42

44

46

48

50

52

I R

R

 (

A

)

Fig. 18 - Typ. Diode I

RR

 vs. R

G

  

T

J

 = 175°C 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

Fig. 24 - Typical Gate Charge vs. V

GE

  

 I

CE

 = 120A 

0

100

200

300

400

500

VCE (V)

10

100

1000

10000

100000

C

ap

ac

ita

nc

(p

F

)

Cies

Coes

Cres

Fig. 23 - Typ. Capacitance vs. V

CE

  

 V

GE

= 0V; f = 1MHz 

Fig. 21 - Typ. Diode E

RR

 vs. I

F

  

T

J

 = 175°C 

8

10

12

14

16

18

VGE (V)

4

6

8

10

12

14

16

18

T

im

e

 (

µs

)

200

300

400

500

600

700

800

900

C

u

rre

nt 

(A

)

Tsc

Isc

0

50

100

150

200

250

Q G, Total Gate Charge (nC)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

V

G

E

, G

at

e-

to

-E

m

itt

er

 V

ol

ta

ge

 (

V

)

VCES = 400V
VCES = 300V

Fig. 22 - V

GE

 vs. Short Circuit Time  

V

CC

 = 400V; T

C

 = 25°C 

Fig. 20 - Typ. Diode Q

RR

 vs. diF/dt  

V

CC

 = 400V; V

GE

 = 15V; T

J

 = 175°C 

200

400

600

800

1000

1200

1400

diF /dt (A/µs)

30

35

40

45

50

55

60

I R

R

 (

A

)

200

400

600

800 1000 1200 1400 1600

diF /dt (A/µs)

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

Q

R

R

 (

nC

)

10

 2

50

 4.7

120A

240A

60A

0

50

100

150

200

250

300

350

IF (A)

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

E

ne

rg

J)

RG = 10

RG = 20

RG = 4.7

RG = 50

Fig. 19 - Typ. Diode I

RR

 vs. diF/dt  

V

CC

 = 400V; V

GE

 = 15V; I

F

 = 120A; T

J

 = 175°C 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

Fig 26.  Maximum Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case (DIODE) 

Fig 25.  Maximum Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case (IGBT) 

1E-006

1E-005

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

t1 , Rectangular Pulse Duration (sec)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

T

he

rm

al

 R

es

po

ns

Z

 th

JC

 )

0.20

0.10

D = 0.50

0.02

0.01

0.05

SINGLE PULSE

( THERMAL RESPONSE )

Notes:

1. Duty Factor D = t1/t2

2. Peak Tj = P dm x Zthjc + Tc

Ri (°C/W) 

I (sec)

0.0564 

0.000253 

0.0888 

0.003155 

0.0547 

0.014893 

J

J

1

1

2

2

3

3

R

1

R

1

R

2

R

2

R

3

R

3

C

C

Ci= 

iRi

Ci= 

iRi

1E-006

1E-005

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

t1 , Rectangular Pulse Duration (sec)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

T

he

rm

al

 R

es

po

ns

Z

 th

JC

 )

0.20

0.10

D = 0.50

0.02
0.01

0.05

SINGLE PULSE

( THERMAL RESPONSE )

Notes:

1. Duty Factor D = t1/t2

2. Peak Tj = P dm x Zthjc + Tc

J

J

1

1

2

2

3

3

R

1

R

1

R

2

R

2

R

3

R

3

Ci= 

iRi

Ci= 

iRi

C

C

4

4

R

4

R

4

Ri (°C/W) 

I (sec)

0.00597 

0.000016 

0.14039 

0.000387 

0.19117 

0.004096 

0.10156 

0.021245 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

 

0

1K

VCC

DUT

L

Gate Charge Circuit

L

Rg

80 V

DUT

VCC

+

-

RBSOA Circuit

Fig.C.T.1 - Gate Charge Circuit (turn-off) 

Fig.C.T.2 - RBSOA Circuit 

L

Rg

VCC

DUT /

DRIVER

diode clamp /

DUT

-5V

Switching Loss

Rg

VCC

DUT

R = 

VCC

ICM

Fig.C.T.4 - Switching Loss Circuit 

Fig.C.T.5 - Resistive Load Circuit 

 

 

DC

4X

DUT

VCC

R

SH

Fig.C.T.3 - S.C. SOA Circuit 

G force

C sense

100K

DUT

0.0075µF

D1

22K

E force

C force

E sense

Fig.C.T.6 - BVCES Filter Circuit 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

 

2018-07-19 

Fig. WF1 - Typ. Turn-off Loss Waveform 

@ T

J

 = 175°C using Fig. CT.4 

Fig. WF2 - Typ. Turn-on Loss Waveform 

@ T

J

 = 175°C using Fig. CT.4 

Fig. WF4 - Typ. S.C. Waveform 

@ T

J

 = 25°C using Fig. CT.3 

Fig. WF3 - Typ. Diode Recovery Waveform 

@ T

J

 = 175°C using Fig. CT.4 

-100

0

100

200

300

400

500

600

-50E-8 00E+0

50E-8

1E-6

2E-6

time(µs)

V

CE

 (V

)

-30

0

30

60

90

120

150

180

I

CE

 (A

)

V

CE

I

CE

-100

0

100

200

300

400

500

600

-5E-7

0E+0

5E-7

1E-6

2E-6

time (µs)

V

CE

 (V

)

-30

0

30

60

90

120

150

180

I

CE

 (A

)

V

CE

I

CE

-80

-40

0

40

80

120

160

-5.0E-7

0.0E+0

5.0E-7

1.0E-6

time (ns)

I

F

 (A

)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-5.0E-6 0.0E+0 5.0E-6 1.0E-5

1.5E-5

time (µs)

Vce

 (

V

)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Ic

e (

A

)

V

CE

I

CE

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-AUIRGPS4067D1-DS-v01_01-EN-html.html
background image

 

AUIRGPS4067D1 

10 

 

2018-07-19 

Case Outline and Dimensions-PG-TO274-3-903 

Dimensions are shown in millimeters (inches))

 

PG-TO274-3-903 -Part Marking Information 

YWWA 

XX    

    XX 

Date Code 
Y = Year 
WW = Work Week 
A = Automotive, Lead Free 

  AUPS4067D1 

Lot Code 

Part Number 

IR Logo 

Maker
Infineon Technologies