IRL3713_S_LPbF Product Datasheet

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background image

HEXFET

®

 Power MOSFET

Notes

  through 

‡

 are on page 11

D

2

Pak

IRL3713SPbF

TO-220AB

IRL3713PbF

TO-262

IRL3713LPbF

Applications

Benefits

l

Ultra-Low Gate Impedance

l

Very Low R

DS(on)

 at 4.5V V

GS

l

Fully Characterized Avalanche Voltage

      and Current

l

Lead-Free

l

High Frequency Isolated DC-DC

      Converters with Synchronous Rectification
      for Telecom and Industrial Use

l

High Frequency Buck  Converters for Computer

       Processor Powe

r

l

100% R

G

 Tested

V

DSS

R

DS(on)

 max (m

W)

I

D

30V

3.0@V

GS

 = 10V

  260A

†

* R

θJC 

(end of life) for D

2

Pak and TO-262  = 0.50°C/W. This is the maximum measured value after 1000 temperature

   cycles from -55 to 150°C and is accounted for by the physical wearout of the die attach medium.

Symbol

Parameter

Units

V

DS

Drain-Source Voltage

V

V

GS

Gate-to-Source Voltage

V

I

D

 @ T

C

 = 25°C

Continuous Drain Current, V

GS

 @ 10V 

I

D

 @ T

C

 = 100°C Continuous Drain Current, V

GS

 @ 10V 

A

I

DM

Pulsed Drain Current 

c

P

D

 @T

C

 = 25°C

Maximum Power Dissipation 

P

D

 @Tc = 100°C Maximum Power Dissipation 

Linear Derating Factor 

W/°C

T

J

, T

STG

Junction and Storage Temperature Range

°C

Symbol

Parameter

Typ

Max

Units

R

θJC 

Junction-to-Case 

i

–––

0.45*

R

qCS

Case-to-Sink, Flat, Greased Surface 

f

0.50

–––

R

θJA 

Junction-to-Ambient 

fi

–––

62

R

θJA 

Junction-to-Ambient (PCB Mount) 

gi

–––

40

Thermal Resistance

Absolute Maximum Ratings

Max

   260

h

  180

h

1040

h

30

 ± 20

2.2

170

°C/W

W

-55 to +175

330

SMPS MOSFET

IRL3713SPbF

1

   

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Base Part  Number

Form

Quantity

IRL3713PbF

TO-220

Tube

50

IRL3713PbF

IRL3713SLPbF

TO-262

Tube

50

IRL3713SLPbF

Tube

50

IRL3713SPbF

Tape and Reel Left

800

IRL3713STRLPbF

Tape and Reel Right

800

IRL3713STRRPbF

Package Type

Standard Pack

 Orderable Part Number

IRL3713SPbF

D

2

Pak

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2

   

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IRL3713/S/LPbF

Symbol

Parameter

Min

Typ Max Units

V

(BR)DSS

Drain-to-Source Breakdown Voltage

30

–––

–––

V

ΔV

(BR)DSS

/

ΔT

Breakdown Voltage Temp. Coefficient

–––

0.027

–––

V/°C

–––

2.6

3.0

–––

3.3

4.0

V

GS(th)

Gate Threshold Voltage

1.0

–––

2.5

V

–––

–––

50

–––

–––

20

–––

–––

100

Gate-to-Source Forward Leakage

–––

–––

200

Gate-to-Source Reverse Leakage

–––

–––

-200

Symbol

Parameter

Min

Typ Max Units

gfs

Forward Transconductance

76

–––

–––

S

Q

g

Total Gate Charge

–––

75

110

Q

gs

Gate-to-Source Charge

–––

24

–––

nC

Q

gd

Gate-to-Drain ("Miller") Charge

–––

37

–––

Q

OSS

Output Gate Charge

61

92

R

G

Gate Resistance

0.5

–––

3.4

Ω

t

d(on)

Turn-On Delay Time

–––

16

–––

t

r

Rise Time

–––

160

–––

t

d(off)

Turn-Off Delay Time

–––

40

–––

t

f

Fall Time

–––

57

–––

C

iss

Input Capacitance

–––

5890

–––

C

oss

Output Capacitance

–––

3130

–––

C

rss

Reverse Transfer Capacitance

–––

630

–––

Symbol

Parameter

Units

E

AS

mJ

I

AR

A

Symbol

        Parameter

Min

Typ Max Units

Continuous Source Current 
(Body Diode)
Pulsed Source Current
(Body Diode)

ch

–––

0.80

1.3

–––

0.68

–––

t

rr

Reverse Recovery Time

–––

75

110

ns

Q

rr

Reverse Recovery Charge

–––

140

210

nC

t

rr

Reverse Recovery Time

–––

78

120

ns

Q

rr

Reverse Recovery Charge

–––

160

240

nC

T

J

 = 125°C, I

F

 = 30A, V

R

 = 20V

di/dt = 100A/μs 

e

T

J

 = 125°C, I

S

 = 30A, V

GS

 = 0V 

e

T

J

 = 25°C, I

F

 = 30A, V

R

 = 0V

di/dt = 100A/μs 

e

Conditions

integral reverse
p-n junction diode.
T

J

 = 25°C, I

S

 = 30A, V

GS

 = 0V 

e

MOSFET symbol
showing  the

–––

Conditions

V

DS

 = 15V, I

D

 = 30A

I

D

 = 30A

V

DS

 = 15V

V

GS

 = 4.5V 

e

V

GS

 = 0V

V

DS

 = 15V

1530

46

V

DS

 = 30V, V

GS

 = 0V

V

DS

 = 24V, V

GS

 = 0V, T

J

 = 125°C

V

GS

 = 20V

Conditions

V

GS

 = 0V, I

D

 = 250μA

Reference to 25°C, I

D

 = 1mA 

V

GS

 = 10V, I

D

 = 38A 

e

V

GS

 = -20V

V

GS

 = 4.5V, I

D

 = 30A 

e

Max

V

GS

 = 4.5V 

f

V

DD

 = 15V

I

D

 = 30A

R

G

 = 1.8

Ω

V

DS

 = 24V, V

GS

 = 0V

ƒ = 1.0MHz

V

DS

 = V

GS

, I

D

 = 250μA

Static @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified)

R

DS(on)

Static Drain-to-Source On-Resistance

I

GSS

Diode Characteristics

Avalanche Characteristics

Dynamic @ T

J

 = 25°C (unless otherwise specified)

m

Ω

I

DSS

Drain-to-Source Leakage Current

μA

Avalanche Current

c

Typ

–––

nA

ns

pF

Single Pulse Avalanche Energy

d

I

S

–––

––– 260 

h

V

GS

 = 0V, V

DS

 = 15V

V

SD

Diode Forward Voltage

V

A

I

SM

–––

––– 1040 

h

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IRL3713/S/LPbF

Fig 4.  Normalized On-Resistance

Vs. Temperature

Fig 2.  Typical Output Characteristics

Fig 1.  Typical Output Characteristics

Fig 3.  Typical Transfer Characteristics

0.1

 1

 10

 100

 1000

0.1

 1

 10

 100

20μs PULSE WIDTH

T  = 25 C

J

°

TOP

BOTTOM

VGS

10V

8.0V

6.0V

4.5V

4.0V

3.3V

2.8V

2.5V

V     , Drain-to-Source Voltage (V)

I   ,  Drain-to-Source Current (A)

DS

D

2.5V

 1

 10

 100

 1000

0.1

 1

 10

 100

20μs PULSE WIDTH

T  = 175 C

J

°

TOP

BOTTOM

VGS

10V

8.0V

6.0V

4.5V

4.0V

3.3V

2.8V

2.5V

V     , Drain-to-Source Voltage (V)

I   ,  Drain-to-Source Current (A)

DS

D

2.5V

 1

 10

 100

 1000

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

V      = 15V
20μs PULSE WIDTH

DS

V     , Gate-to-Source Voltage (V)

I   ,  Drain-to-Source Current (A)

GS

D

T  = 25  C

J

°

T  = 175  C

J

°

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

T  , Junction Temperature (  C)

R            , Drain-to-Source On Resistance

(Normalized)

J

D

S

(on)

°

V

=

I =

GS

D

10V

260A

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IRL3713/S/LPbF

Fig 8.  Maximum Safe Operating Area

Fig 6.  Typical Gate Charge Vs.

Gate-to-Source Voltage

Fig 5.  Typical Capacitance Vs.

Drain-to-Source Voltage

Fig 7.  Typical Source-Drain Diode

Forward Voltage

0

40

80

120

160

0

2

4

6

8

10

12

14

Q   , Total Gate Charge (nC)

V     ,

 G

at

e-t

o-Source Vol

tage (V)

G

GS

I =

D

30A

V

= 6V

DS

V

= 15V

DS

V

= 24V

DS

0.1

 1

 10

 100

 1000

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

V     ,Source-to-Drain Voltage (V)

I     , Reverse Drain Current (A)

SD

SD

V      = 0 V 

GS

T  = 25  C

J

°

T  = 175  C

J

°

1

10

100

VDS, Drain-to-Source Voltage (V)

100

1000

10000

100000

C

, C

ap

ac

ita

nc

e(

pF

)

Coss

Crss

Ciss

VGS   = 0V,       f = 1 MHZ

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

0.1

1

10

100

VDS, Drain-to-Source 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 RDS(on)

100μsec

DC

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IRL3713/S/LPbF

Fig 10a.  Switching Time Test Circuit

V

DS

90%

10%
V

GS

t

d(on)

t

r

t

d(off)

t

f

Fig 10b.  Switching Time Waveforms

V

DS

Pulse Width ≤ 1 µs

Duty Factor ≤ 0.1 %

R

D

V

GS

R

G

D.U.T.

10V

+

-

V

DD

Fig 11.  Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case

Fig 9.  Maximum Drain Current Vs.

Case Temperature

0.001

0.01

0.1

 1

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

Notes:

1. Duty factor D = t   / t
2. Peak T = P

x  Z

+ T

1

2

J

DM

thJC

C

P

t

t

DM

1

2

t  , Rectangular Pulse Duration (sec)

Ther

m

al

 R

esponse

(Z

        )

1

thJC

0.01

0.02

0.05

0.10

0.20

D = 0.50

SINGLE PULSE

(THERMAL RESPONSE)

25

50

75

100

125

150

175

0

50

100

150

200

250

300

T   , Case Temperature (  C)

I   , Drain Current (A)

°

C

D

LIMITED BY PACKAGE

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IRL3713/S/LPbF

Q

G

Q

GS

Q

GD

V

G

Charge

D.U.T.

V

DS

I

D

I

G

3mA

V

GS

.3

μF

50K

Ω

.2

μF

12V

Current Regulator

Same Type as D.U.T.

Current Sampling Resistors

+

-

10 V

Fig 13b.  Gate Charge Test Circuit

Fig 13a.  Basic Gate Charge Waveform

Fig 12c.  Maximum Avalanche Energy

Vs. Drain Current

Fig 12b.  Unclamped Inductive Waveforms

Fig 12a.  Unclamped Inductive Test Circuit

tp

V

(BR)DSS

I

AS

25

50

75

100

125

150

175

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Starting T  , Junction Temperature (  C)

E

     ,

 S

ingl

e P

ul

se A

val

anche E

ner

gy (

m

J)

J

AS

°

ID

TOP

BOTTOM

30A 
38A 

46A 

RG

IAS

0.01

Ω

tp

D.U.T

L

VDS

+

- VDD

DRIVER

A

15V

20V

V

GS

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P.W.

Period

di/dt

Diode Recovery

dv/dt

Ripple 

≤ 5%

Body Diode  Forward Drop

Re-Applied

Voltage

Reverse

Recovery

Current

Body Diode Forward

Current

V

GS

=10V

V

DD

I

SD

Driver Gate Drive

D.U.T. I

SD

Waveform

D.U.T. V

DS

Waveform

Inductor Curent

D = 

P.W.

Period

+

-

+

+

+

-

-

-

Fig 14. For N-Channel HEXFET

®

 Power MOSFETs

*

 V

GS

 = 5V for Logic Level Devices

Peak Diode Recovery dv/dt Test Circuit

ƒ

„

‚

R

G

V

DD

•  dv/dt controlled by R

G

•  Driver same type as D.U.T.

•  I

SD

 controlled by Duty Factor "D"

•  D.U.T. - Device Under Test

D.U.T

Circuit Layout Considerations

   •  Low Stray Inductance

   •  Ground Plane

   •  Low Leakage Inductance

      Current Transformer



*

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IRL3713/S/LPbF

TO-220AB Part Marking Information

E XAMPLE :

IN T HE   AS S E MB LY LINE  "C"

T HIS  IS  AN IRF 1010 
LOT  CODE  1789
AS S E MB L ED ON WW 19, 1997

PART  NU MB ER

AS S EMBL Y
L OT   CODE

DAT E  CODE
YE AR 7 =  1997

L INE   C

WEE K  19

L OGO

R ECT IF IE R

INT E RNAT IONAL

Note:  "P" in assembly line

position indicates "Lead-Free"

TO-220AB  Package  Outline

Dimensions  are  shown  in  millimeters  (inches)

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

 http://www.irf.com/package/

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IRL3713/S/LPbF

D

2

Pak Part Marking Information

D

2

Pak Package Outline

Dimensions  are  shown  in  millimeters  (inches)

DAT E CODE

YE AR 0 =  2000
WEEK 02
A =  AS S EMB LY S IT E CODE

RECT IF IER

INT ERNAT IONAL

PART  NUMB ER

P =  DES IGNAT ES  LEAD - F REE

PRODU CT  (OPT IONAL)

F 530S

IN T HE AS S EMB LY L INE "L"

AS S EMB L ED ON WW 02, 2000

T HIS  IS  AN IR F530S  WIT H

L OT  CODE 8024

INT ERNAT IONAL

LOGO

RECT IF IER

L OT   CODE

AS S E MB L Y

YE AR 0 =  2000

PART  NUMB ER

DAT E CODE

L INE  L

WEE K 02

OR

F 530S

LOGO

AS S E MB L Y
L OT   CODE

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

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IRL3713/S/LPbF

TO-262 Part Marking Information

TO-262 Package Outline

Dimensions are shown in millimeters (inches)

AS S E MB LY
L OT   CODE

RE CT IF IER

INT E RNAT IONAL

AS S E MB L E D ON WW 19, 1997

Note: "P" in ass embly line

pos ition indicates "Lead-F ree"

IN  T HE   AS S E MB L Y  LINE   "C"

LOGO

T HIS  IS  AN IRL 3103L
L OT  CODE  1789

E XAMPL E:

LINE  C

DAT E  CODE

WE E K 19

YE AR 7 =  1997

PART  NUMB E R

PART  NUMB E R

L OGO

LOT  CODE

AS S E MB LY

INT E RNAT IONAL

RE CT IF IE R

PR ODU CT  (OPT IONAL)

P =  DE S IGNAT E S  LE AD-F RE E

A  =   AS S E MB LY  S IT E   CODE

WE E K 19

YE AR 7 =  1997

DAT E  CODE

OR

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

 http://www.irf.com/package/

Maker
Infineon Technologies