IRFP3006PbF Product Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        

© 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Applications

 

 High Efficiency Synchronous Rectification in SMPS 

 Uninterruptible Power Supply 

 High Speed Power Switching 

 Hard Switched and High Frequency Circuits 

Benefits

 

 Improved  Gate, Avalanche and Dynamic dV/dt  
 Ruggedness 
 Fully Characterized Capacitance and Avalanche SOA 

 Enhanced body diode dV/dt and dI/dt Capability   

 Lead-Free 

Gate Drain Source 

G D S 

V

DSS 

60V 

R

DS(on)

   typ. 

2.1m

 

              max. 

2.5m

 

I

D (Silicon Limited) 

270A

 

I

D (Package Limited) 

195A 

Base Part Number 

Package Type  

Standard Pack 

Orderable Part Number 

 

 

Form Quantity 

 

IRFP3006PbF 

TO-247 

Tube 

25 IRFP3006PbF 

Absolute Maximum Ratings 

 

 

 

Symbol Parameter 

Max. 

Units 

I

D

 @ T

C

 = 25°C 

Continuous Drain Current, V

GS

 @ 10V (Silicon Limited) 

270 

I

D

 @ T

C

 = 100°C 

Continuous Drain Current, V

GS

 @ 10V(Silicon Limited) 

190 

I

DM 

Pulsed Drain Current  1080 

P

D

 @T

C

 = 25°C 

Maximum Power Dissipation   

375 

  

Linear Derating Factor 

2.5 

W/°C 

V

GS 

Gate-to-Source Voltage 

 ± 20 

T

J  

Operating Junction and 

-55  to + 175 

°C 

T

STG 

Storage Temperature Range 

  

  

Soldering Temperature, for 10 seconds  
(1.6mm from case) 

300 

  

Mounting torque, 6-32 or M3 screw 

10lbf

in (1.1N

m) 

  

Avalanche Characteristics 

 

 

 

E

AS (Thermally limited)  

Single Pulse Avalanche Energy  320 

mJ 

I

AR 

Avalanche Current  

See Fig. 14, 15, 22a, 22b 

E

AR 

Repetitive Avalanche Energy  

  

mJ 

Thermal Resistance 

 

 

 

Symbol Parameter  Typ. 

Max. 

Units 

R

JC

  

Junction-to-Case  

––– 

0.4 

  

R

CS

  

Case-to-Sink, Flat Greased Surface  

0.24 ––– 

°C/W 

R

JA

  

Junction-to-Ambient 

––– 40 

 

 

 

 

I

D

 @ T

C

 = 25°C 

Continuous Drain Current, V

GS

 @ 10V (Wire Bond Limited) 

195 

 

dv/dt 

Peak Diode Recovery  10 

V/ns 

 

TO-247AC 

D

S

G

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Static @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified) 

 

 

 

 

 

Symbol Parameter 

Min. 

Typ. 

Max. 

Units 

Conditions 

V

(BR)DSS 

Drain-to-Source Breakdown Voltage 

60 

–––  ––– 

V  V

GS

 = 0V, I

D

 = 250µA 

V

(BR)DSS

/

T

J  

Breakdown Voltage Temp. Coefficient 

–––  0.07  –––  V/°C  Reference to 25°C, I

D

 = 5mA 

R

DS(on) 

Static Drain-to-Source On-Resistance 

––– 

2.1 

2.5 

m

  V

GS

 = 10V, I

D

 = 170A  

V

GS(th) 

Gate Threshold Voltage 

2.0 

––– 

4.0 

V  V

DS

 = V

GS

, I

D

 = 250µA 

I

DSS 

Drain-to-Source Leakage Current 

–––  ––– 

20 

µA  V

DS

 = 60V, V

GS

 = 0V 

  

  

––– ––– 250    

V

DS

 = 60V, V

GS

 = 0V, T

J

 = 125°C 

I

GSS 

Gate-to-Source Forward Leakage ––– 

––– 

100 

nA 

V

GS

 = 20V 

  

Gate-to-Source Reverse Leakage 

–––  –––  -100 

  

V

GS

 = -20V 

R

Internal Gate Resistance 

––– 

2.0 

––– 

   

Dynamic @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified) 

 

 

 

 

 

Symbol Parameter 

Min. 

Typ. 

Max. 

Units 

Conditions 

gfs Forward 

Transconductance 

280 

––– 

––– 

V

DS

 = 25V, I

D

 = 170A 

Q

Total Gate Charge 

–––  200  300 

 nC   

I

D

 = 170A 

Q

gs 

Gate-to-Source Charge 

––– 

37 

––– 

V

DS

 =30V 

Q

gd 

Gate-to-Drain ("Miller") Charge 

––– 60 ––– 

V

GS

 = 10V  

Q

sync 

Total Gate Charge Sync. (Q

g

 - Q

gd

) ––– 

140 

––– 

I

D

 = 170A, V

DS

 =0V, V

GS

 = 10V 

t

d(on) 

Turn-On Delay Time 

––– 

16 

––– 

  ns    

V

DD

 = 39V 

t

Rise Time 

–––  182  ––– 

I

D

 = 170A 

t

d(off) 

Turn-Off Delay Time 

–––  118  ––– 

R

G

 = 2.7

 

t

Fall Time 

–––  189  ––– 

V

GS

 = 10V  

C

iss 

Input Capacitance 

–––  8970  ––– 

  pF   

   

V

GS

 = 0V 

C

oss 

Output Capacitance 

–––  1020  ––– 

V

DS

 = 50V 

C

rss 

Reverse Transfer Capacitance 

–––  534  ––– 

ƒ = 1.0 MHz,  See Fig. 5 

C

oss

 eff. (ER)  Effective Output Capacitance  

(Energy Related)  

––– 1480 ––– 

V

GS

 = 0V, V

DS

 = 0V to 48V  

See Fig. 11 

C

oss

 eff. (TR)  Effective Output Capacitance  

(Time Related) 

––– 1920 ––– 

V

GS

 = 0V, V

DS

 = 0V to 48V  

Diode Characteristics 

 

 

 

 

 

Symbol 

        Parameter 

Min.  Typ.  Max.  Units 

Conditions 

I

Continuous Source Current  

–––    –––    257 

 A   

MOSFET symbol 

  

(Body Diode) 

showing  the 

I

SM 

Pulsed Source Current 

–––    –––    1028 

integral reverse 

  

(Body Diode)  

p-n junction diode. 

V

SD 

Diode Forward Voltage 

–––  ––– 

1.3 

V  T

J

 = 25°C, I

S

 = 170A, V

GS

 = 0V  

t

rr 

Reverse Recovery Time 

––– 

44 

––– 

ns  T

J

 = 25°C 

  

  

––– 48 –––    

T

J

 = 125°C 

Q

rr 

Reverse Recovery Charge 

––– 

63 

––– 

nC  T

J

 = 25°C 

  

  

––– 77 –––    

T

J

 = 125°C 

I

RRM 

Reverse Recovery Current 

––– 

2.4 

––– 

A  T

J

 = 25°C 

Notes:

 

 Calculated continuous current based on maximum allowable junction temperature. Bond wire current limit is 195A.Note that  

     current limitations arising from heating of the device leads may occur with some lead mounting arrangements. (Refer to AN-1140)

 Repetitive rating;  pulse width limited by max. Junction temperature. 

 Limited by T

Jmax

, starting T

J

 = 25°C, L = 0.022mH, R

G

 = 50

, I

AS

 = 170A,V

GS

 =10V. Part not Recommended for use above 

     this value. 

  ISD ≤ 170A, di/dt ≤ 1360A/µs, V

DD

 ≤ V

(BR)DSS

, T

J

 ≤  175°C. 

 Pulse width ≤ 400µs; duty cycle ≤ 2%. 

 Coss eff. (TR) is a fixed capacitance that gives the same charging time as Coss while V

DS

 is rising from 0 to 80% V

DSS

 Coss eff. (ER) is a fixed capacitance that gives the same energy as Coss while V

DS

 is rising from 0 to 80% V

DSS

 R

 is measured at T

J

 approximately 90°C. 

* All  spec data and curves based on (TO-220 Pak -IRFB3006PbF) Datasheet. 

D

S

G

V

R

 = 51V, 

I

F

 = 170A 

di/dt = 100A/µs  

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Fig 2. 

Typical Output Characteristics 

Fig 3. 

Typical Transfer Characteristics

 

 

Fig 1. 

Typical Output Characteristics 

Fig 6. 

Typical Gate Charge vs. Gate-to-Source Voltage

 

 

Fig 5. 

Typical Capacitance vs. Drain-to-Source Voltage

 

-60 -40 -20 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180

TJ , Junction Temperature (°C)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

R

D

S

(o

n)

 , 

D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

O

R

es

is

ta

nc

   

   

   

   

   

   

   

 (

N

or

m

al

iz

ed

)

ID = 170A

VGS = 10V

Fig 4. 

Normalized On-Resistance vs. Temperature

 

 

0.1

1

10

100

VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

1

10

100

1000

I D

, D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

C

ur

re

nt

 (

A

)

 60µs PULSE WIDTH

Tj = 25°C

3.5V

VGS

TOP           15V

10V

8.0V

6.0V

5.0V

4.5V

4.0V

BOTTOM

3.5V

0.1

1

10

100

VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

10

100

1000

I D

, D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

C

ur

re

nt

 (

A

)

 60µs PULSE WIDTH

Tj = 175°C

3.5V

VGS

TOP           15V

10V

8.0V

6.0V

5.0V

4.5V

4.0V

BOTTOM

3.5V

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

VGS, Gate-to-Source Voltage (V)

1

10

100

1000

I D

, D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

C

ur

re

nt

 

)

VDS = 25V

 60µs PULSE WIDTH

TJ = 25°C

TJ = 175°C

1

10

100

VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

0

4000

8000

12000

16000

C

, C

ap

ac

ita

nc

(p

F

)

VGS   = 0V,       f = 1 MHZ

Ciss   = Cgs + Cgd,  Cds SHORTED
Crss   = Cgd 
Coss  = Cds + Cgd

Coss

Crss

Ciss

0

40

80

120

160

200

240

280

 QG  Total Gate Charge (nC)

0

4

8

12

16

V

G

S

, G

at

e-

to

-S

ou

rc

V

ol

ta

ge

 (

V

)

VDS= 48V

VDS= 30V

ID= 170A

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

-60 -40 -20 0

20 40 60 80 100 120 140 160 180

TJ , Junction Temperature (°C)

55

60

65

70

75

80

V

(B

R

)D

S

S

 ,

 D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

B

re

ak

do

w

V

ol

ta

ge

ID = 5mA

Fig 8.

  Maximum Safe Operating Area  

Fig 9.  

Maximum Drain Current vs. Case Temperature 

Fig 10.

  Drain-to-Source Breakdown Voltage 

Fig 12.

  Maximum Avalanche Energy vs. Drain Current 

Fig 11.

  Typical Coss Stored Energy 

25

50

75

100

125

150

175

 TC , Case Temperature (°C)

0

50

100

150

200

250

300

I D

 ,

 D

ra

in

 C

ur

re

nt

 (

A

)

LIMITED BY PACKAGE

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

VSD, Source-to-Drain Voltage (V)

0.1

1

10

100

1000

I S

D

R

ev

er

se

 D

ra

in

 C

ur

re

nt

 (

A

)

TJ = 25°C

TJ = 175°C

VGS = 0V

0.1

1

10

100

VDS, Drain-toSource Voltage (V)

0.1

1

10

100

1000

10000

I D

,  

D

ra

in

-t

o-

S

ou

rc

C

ur

re

nt

 (

A

)

Tc = 25°C

Tj = 175°C

Single Pulse

1msec

10msec

OPERATION IN THIS AREA 

LIMITED BY R DS(on)

100µsec

DC

LIMITED BY PACKAGE

0

10

20

30

40

50

60

VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

E

ne

rg

J)

25

50

75

100

125

150

175

Starting TJ, Junction Temperature (°C)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

E

A

S

S

in

gl

P

ul

se

 A

va

la

nc

he

 E

ne

rg

(m

J)

                 ID

TOP  

       20A

               27A

BOTTOM 

  170A

Fig 7. 

Typical Source-to-Drain Diode 

 Forward Voltage 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Notes on Repetitive Avalanche Curves , Figures 14, 15: 
(For further info, see AN-1005 at www.irf.com)

 

1. Avalanche failures assumption:  
  Purely a thermal phenomenon and failure occurs at a temperature 
  far in excess of Tjmax. This is validated for every part type. 
2. Safe operation in Avalanche is allowed as long as Tjmax is not 
 exceeded. 
3. Equation below based on circuit and waveforms shown in Figures 
 16a, 

16b. 

4. P

D (ave)

 = Average power dissipation per single avalanche pulse. 

5. BV = Rated breakdown voltage (1.3 factor accounts for voltage 
  increase during avalanche). 
6. I

av

 = Allowable avalanche current. 

7. 

T = Allowable rise in junction temperature, not to exceed Tjmax 

  (assumed as 25°C in Figure 14, 15).  
  t

av

 = Average time in avalanche. 

  D = Duty cycle in avalanche =  tav ·f 
  Z

thJC

(D, t

av

) = Transient thermal resistance, see Figures 13) 

 

P

D (ave)

 = 1/2 ( 1.3·BV·I

av

) = 

T/ Z

thJC

 

I

av

 = 2

T/ [1.3·BV·Z

th

E

AS (AR)

 = P

D (ave)

·t

av

  

25

50

75

100

125

150

175

Starting TJ , Junction Temperature (°C)

0

100

200

300

400

E

A

R

 ,

 A

va

la

nc

he

 E

ne

rg

(m

J)

TOP          Single Pulse                
BOTTOM   1% Duty Cycle
ID = 170A

Fig 15.

  Maximum Avalanche Energy vs. Temperature 

Fig 14.

  Typical Avalanche Current vs. Pulsewidth  

1E-006

1E-005

0.0001

0.001

0.01

0.1

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

1.0E-06

1.0E-05

1.0E-04

1.0E-03

1.0E-02

1.0E-01

tav (sec)

1

10

100

1000

A

va

la

nc

he

 C

ur

re

nt

 (

A

)

0.05

Duty Cycle = Single Pulse

0.10

Allowed avalanche Current vs avalanche 
pulsewidth, tav, assuming 

 j = 25°C and 

Tstart = 150°C.

0.01

Allowed avalanche Current vs avalanche 
pulsewidth, tav, assuming 

Tj = 150°C and 

Tstart =25°C (Single Pulse)

Fig 13.

  Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case  

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Fig. 17

  Typical Recovery Current vs. di

f

/dt 

Fig 18.  

Typical Recovery Current vs. di

f

/dt 

Fig 19.

  Typical Stored Charge vs. di

f

/dt 

Fig. 16 

Threshold Voltage vs. Temperature 

Fig 20.

  Typical Stored Charge vs. di

f

/dt 

-75 -50 -25

0

25

50

75 100 125 150 175

TJ , Temperature ( °C )

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

V

G

S

(t

h)

 G

at

th

re

sh

ol

V

ol

ta

ge

 (

V

)

ID = 1.0A

ID = 1.0mA

ID = 250µA

100

200

300

400

500

600

700

800

dif / dt - (A / µs)

0

4

8

12

16

20

I R

R

M

 -

 (

A

)

IF = 112A
VR = 51V
TJ = 125°C   
TJ =  25°C  

100

200

300

400

500

600

700

800

dif / dt - (A / µs)

0

4

8

12

16

20

I R

R

M

 -

 (

A

)

IF = 170A
VR = 51V
TJ = 125°C   
TJ =  25°C  

100

200

300

400

500

600

700

800

dif / dt - (A / µs)

0

100

200

300

400

500

600

700

Q

R

R

 -

 (

nC

)

IF = 112A
VR = 51V
TJ = 125°C   
TJ =  25°C  

100

200

300

400

500

600

700

800

dif / dt - (A / µs)

0

100

200

300

400

500

600

700

Q

R

R

 -

 (

nC

)

IF = 170A
VR = 51V
TJ = 125°C   
TJ =  25°C  

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Fig 21. 

Peak Diode Recovery dv/dt Test Circuit for N-Channel HEXFET® Power MOSFETs 

Fig 22b. 

 Unclamped Inductive Waveforms 

Fig 22a. 

 Unclamped Inductive Test Circuit 

Fig 23a.

  Switching Time Test Circuit 

Fig 23b.

  Switching Time Waveforms 

Fig 24a. 

 Gate Charge Test Circuit 

Fig 24b.

   Gate Charge Waveform 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

Note: For the most current drawing please refer to IR website at 

http://www.irf.com/package/

 

TO-247AC  package is not recommended for Surface Mount Application. 

TO-247AC Part Marking Information 

TO-247AC Package Outline 

(Dimensions are shown in millimeters (inches)) 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/irfp3006pbf-html.html
background image

 

IRFP3006PbF 

www.irf.com

        © 2013 International Rectifier  

September 06, 2013 

IR WORLD HEADQUARTERS:

 101N Sepulveda Blvd, El Segundo, California 90245, USA 

To contact Interna onal Rec fier, please visit 

h p://www.irf.com/whoto‐call/

 

  

Qualification information

† 

Qualification level 

Industrial

 

(per JEDEC JESD47F

 

 )

††

 

Moisture Sensitivity Level 

TO-247AC 

N/A 

 

RoHS compliant 

Yes 

 

 

† 

Qualification standards can be found at International Rectifier’s web site 

 

http://www.irf.com/product-info/reliability 

†† 

Applicable version of JEDEC standard at the time of product release. 

Maker
Infineon Technologies