C2M1000170D 碳化硅功率MOSFET C2MTM MOSFET技术 N沟道增强模式 特点 封装 VDS ID @ 25ºC RDS(on) 1700 V 5.0 A 1.0 Ω • 具有高阻斷電壓與低導通電阻 • 低导通电阻RDS(on)下的高阻断电压 • 便于并联，易于驱动 • 超低漏栅电容 • 无卤素，符合RoHS规范 优势 TO-247-3 • 更高的系统效率 • 更高的系统开关频率 • 更低的冷卻需求 • 增强的系统可靠性 应用 • 辅助电源 • 开关式电源 • 高压电容性负载 部件号 封装 C2M1000170D TO-247-3 最大额定值（除非另行指定，否则TC = 25ºC） 符号 值 单位 测试条件 VDSmax 漏源电压 1700 V VGS = 0 V，ID = 100 μA VGSmax 栅源电压 -10/+25 V 绝对最大值 VGSop 栅源电压 -5/+20 V 推荐工作值 5.0 VGS = 20 V，TC = 25ºC 图19 连续漏极电流 ID(pulse) 脉冲漏极电流 6.0 A 脉冲宽度tP受Tjmax限制 图22 耗散功率 69 W TC=25ºC，TJ = 150ºC 图20 -55到+150 ºC ºC TJ , Tstg 工作结温和储存温度 3.5 TL 焊接温度 260 Md 安装扭矩 1 8.8 C2M1000170D修订版本C A 注 ID PD 1 参数 VGS = 20 V，TC = 100ºC 距外壳1.6mm，持续10秒 Nm lbf-in M3或6-32螺丝 电气特性（除非另行指定，否则TC = 25ºC） 符号 参数 V(BR)DSS 漏源击穿电压 VGS(th) 栅极阈值电压 IDSS 零栅极电压漏极电流 IGSS 栅源泄漏电流 RDS(on) 漏源导通电阻 最小值 典型值 3.1 V VDS = 10 V，ID = 0.5 mA 2.3 V VDS = 10 V， ID = 0.5 mA，TJ = 150 °C 1 1.0 μA VDS = 1.7 kV，VGS = 0 V 250 nA VGS = 20 V，VDS = 0 V Ω 2.0 0.82 输入电容 200 Coss 输出电容 12 Crss 反向传输电容 1.3 Eoss Coss储能 7 EON 导通开关能量 40 EOFF 关断开关能量 15 td(on) 导通延迟时间 4.4 上升时间 11 关断延迟时间 9 下降时间 46 S 0.81 pF μJ VGS = 20 V，ID = 2 A VGS = 20 V，ID = 2 A，TJ = 150 °C VDS= 20 V，IDS= 2 A VDS= 20 V，IDS= 2 A，TJ = 150 °C VGS = 0 V VDS = 1000 V f = 1 MHz VAC = 25 mV 注 图11 图4、5、6 图7 图17、18 图16 VDS = 1.2 kV，VGS = -5/20 V μJ 内部栅极电阻 24.8 Qgs 栅源电荷 4.7 Qgd 栅漏电荷 5.4 Qg 栅极总电荷 13 RG(int) 100 1.4 Ciss tf VGS = 0 V，ID = 100 μA 1.8 跨导 td(off) 测试条件 V 2.4 gfs tr 最大值 单位 1700 ID = 2 A，RG(ext) = 2.5 Ω， L= 1478 μH，TJ = 150 °C ns VDD = 1.2 kV，VGS = -5/20 V ID = 2 A，RG(ext) = 2.5 Ω，RL = 600 Ω 时间相对于VDS 依照IEC60747-8-4第83页之规定 Ω f = 1 MHz，VAC = 25 mV nC VDS = 1.2 kV，VGS = -5/20 V ID = 2 A 依照IEC60747-8-4第21页之规定 图26 图27 图12 二极管反向特性 符号 VSD 参数 二极管正向电压 典型值 最大值 单位 测试条件 3.8 V VGS = - 5 V，ISD = 1 A，TJ = 25 °C 3.3 V VGS = - 5 V，ISD = 1 A，TJ = 150 °C A TC= 25 °C VGS = - 5 V，ISD = 2 A，TJ = 25 °C VR = 1.2 kV dif/dt = 1200 A/µs IS 连续二极管正向电流 trr 反向恢复时间 20 ns Qrr 反向恢复电荷 24 nC Irrm 反向恢复峰值电流 6.5 A 4 注 图8、9、10 注1 注1 注(1)：使用SiC体二极管时，建议的最大VGS = -5V 热特性 符号 2 参数 RθJC 从结点到表面的热阻 RθJC 结点到环境的热阻 C2M1000170D修订版本C 典型值 最大值 1.7 1.8 40 单位 °C/W 测试条件 注 图21 典型性能 条件： Conditions: Drain-Source Current, 漏源电流，I (A)IDS (A) DS 5 6 VGS = 20 V TJ = -55 °C tp < 200 µs VGS = 18 V VGS = 16 V 4 条件： Conditions: TJ = 25 °C tp < 200 µs 5 Drain-Source Current, 漏源电流，I (A)IDS (A) DS 6 VGS = 14 V 3 2 VGS = 12 V 1 VGS = 20 V VGS = 18 V VGS = 16 V 4 VGS = 14 V 3 VGS = 12 V 2 VGS = 10 V 1 VGS = 10 V 0 0 0 4 8 12 16 0 20 4 8 图1. 输出特性(TJ = -55 °C) TJ = 150 °C tp < 200 µs 5 VGS = 18 V VGS = 16 V 2.0 VGS = 14 V VGS = 12 V 4 VGS = 10 V 3 2 1 1.5 1.0 0.5 0.0 0 0 4 8 12 16 -50 20 -25 0 2.5 TJ = 150 °C DS On 2.0 1.5 TJ = 25 °C 1.0 TJ = -55 °C 0.5 75 100 125 150 125 150 条件： Conditions: IDS = 2 A tp < 200 µs 3.0 On Resistance, RDS On (mOhm) (Ohms) 导通电阻，R 导通电阻，RRDS On Resistance, (Ohms) DSOn On(mOhm) 3.5 条件： Conditions: VGS = 20 V tp < 200 µs 3.0 50 图4. 归一化导通电阻与温度曲线图 图3. 输出特性(TJ = 150 °C) 3.5 25 Junction Temperature, 结温，TJ (°C) TJ (°C) (V) V (V) 漏源电压，V DS Drain-Source Voltage, DS 0.0 2.5 2.0 VGS = 14 V 1.5 VGS = 16 V VGS = 18 V 1.0 VGS = 20 V 0.5 0.0 0 1 2 3 4 漏源电流，I (A) IDS (A) Drain-Source Current, DS 图5. 导通电阻与漏极电流 （对于各种温度） 3 20 Conditions: 条件： IDS = 2 A VGS = 20 V tp < 200 µs VGS = 20 V S On Drain-Source Current, 漏源电流，I (A) IDS (A) DS 2.5 Conditions: 条件： 16 图2. 输出特性(TJ = 25 °C) On 导通电阻，RD Resistance, RDS On (P.U.) (P.U.) 6 12 漏源电压，V Drain-Source Voltage,DSVDS (V) 漏源电压，V (V) VDS (V) Drain-Source Voltage, DS C2M1000170D修订版本C 5 6 -50 -25 0 25 50 75 结温，TJ Junction Temperature, TJ (°C) 图6. 导通电阻与温度曲线图 （对于各种栅极电压） 100 典型性能 5 -6 Conditions: 条件： -5 VDS = 20 V tp < 200 µs -3 -2 -1 0 0 条件： Condition: VGS = -5 V 4 TJ = -55 °C tp < 200 µs VGS = 0 V TJ = 150 °C -1 漏源电流，I (A)IDS (A) Drain-Source Current, DS 漏源电流，ICurrent, (A) IDS (A) Drain-Source DS -4 3 TJ = 25 °C 2 TJ = -55 °C 1 VGS = -2 V -2 -3 -4 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Gate-Source Voltage, VGS (V) 栅源电压，V (V) GS 图7. 传输特性 （对于各种结温） -5 -4 -3 图8. 体二极管特性(-55 ºC) -2 -1 Condition: 条件： VGS = -5 V -5 -4 -2 -4 -2 -3 -4 25 Conditons 条件： Conditions: 条件： VDS = 10 V IDS = 0.5 mA Gate-Source Voltage, 栅源电压，V (V) VGS (V) 2.5 GS Threshold Voltage, 阈值电压，V (V)Vth (V) th 3.0 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 结温 TJ (°C) 图11. 阈值电压与温度曲线图 4 C2M1000170D修订版本C 100 125 IDS = 2 A IGS = 100 mA VDS = 1200 V TJ = 25 °C 20 3.5 Junction Temperature TJ (°C) -5 图10. 体二极管特性(150 ºC) 4.0 75 TJ = 150 °C tp < 200 µs VGS = 0 V (A) 漏源电压，V Drain-Source Voltage, DS VDS (A) 4.5 50 0 VGS = -2 V 图9. 体二极管特性(25 ºC) 25 0 -1 -5 (A) 漏源电压，V Drain-Source Voltage, DS VDS (A) 0 -1 Condition: 条件： VGS = -5 V -3 -25 -2 -1 VGS = -2 V -50 -3 0 TJ = 25 °C tp < 200 µs VGS = 0 V 漏源电流，I (A)IDS (A) Drain-Source Current, DS -6 0 Drain-Source Current, 漏源电流，I (A)IDS (A) DS -6 -5 漏源电压，V Drain-Source Voltage, VDSDS(A) (A) 150 15 10 5 0 -5 0 2 4 6 8 Gate Charge, Q(nC) G (nC) 栅极电荷，Q G 图12. 栅极电荷特征 10 12 14 典型性能 -5 -4 -3 -2 -1 0 -5 0 Conditions: 条件： -3 漏源电流，I (A)IDS (A) Drain-Source Current, DS -1 -2 VGS = 10 V -3 VGS = 15 V VGS = 20 V -4 TJ = 25 °C tp < 200 µs -2 VGS = 15 V -3 -4 VGS = 0 V DS -2 图14. 第三象限特性(25ºC) -1 0 8 7 VGS = 5 V 6 VGS = 10 V -2 VGS = 15 V VGS = 20 V -3 Stored Energy, EOSS (µJ) 储能，E (μJ) OSS -1 漏源电流，I (A)IDS (A) Drain-Source Current, DS -5 Drain-Source Voltage,(V) VDS (V) 漏源电压，V 0 条件： Conditions: TJ = 150 °C tp < 200 µs -3 VGS = 20 V 图13. 第三象限特性(-55ºC) -4 -1 VGS = 10 V DS -5 0 VGS = 5 V -5 Drain-Source Voltage, 漏源电压，V (V) VDS (V) -1 VGS = 0 V Drain-Source Current, 漏源电流，I (A)IDS (A) DS VGS = 5 V -2 0 Conditions: 条件： VGS = 0 V TJ = -55 °C tp < 200 µs -4 -4 5 4 3 2 1 0 0 -5 Drain-Source Voltage, (V)VDS (V) 漏源电压，V DS 200 400 800 1000 1200 图16. 输出电容储能 图15. 第三象限特性(150ºC) 1000 1000 Conditions: 条件： TJ = 25 °C VAC = 25 mV f = 1 MHz Ciss 条件： Conditions: TJ = 25 °C VAC = 25 mV f = 1 MHz Ciss 100 Capacitance 电容 (pF) (pF) Capacitance 电容 (pF) (pF) 600 (V)VDS (V) Drain to 漏源电压，V Source Voltage, DS Coss 10 100 Coss 10 Crss Crss 1 0 50 100 Drain-Source Voltage, 漏源电压，V (V) VDS (V) DS 图17. 电容与漏源 电压(0-200 V) 5 C2M1000170D修订版本C 150 200 1 0 200 400 600 Drain-Source Voltage, 漏源电压，V (V)VDS (V) DS 图18. 电容与漏源 电压(0-1000 V)曲线图 800 1000 典型性能 6 80 条件： Conditions: TJ ≤ 150 °C 5 Maximum Dissipated Power, 最大耗散功率，P (W) Ptot (W) tot Drain-Source ContinousDSCurrent, 连续漏源电流，I (A) IDS (DC) (A) (DC) Conditions: 条件： 4 3 2 1 0 -55 -30 -5 20 45 70 95 120 TJ ≤ 150 °C 70 60 50 40 30 20 10 0 145 -55 Case Temperature, TC (°C) -30 -5 20 45 70 95 120 145 Case Temperature, TC (°C) 表面温度，T (°C) 表面温度，TC (°C) C 图19. 连续漏极电流降额与 表面温度曲线图 图20. 最大功耗降额与 表面温度曲线图 0.1 100E-3 1 ms 100 ms DS 0.05 0.02 SinglePulse 单脉冲 0.01 10E-3 0.10 Conditions: 条件： TC = 25 °C D = 0, Parameter: tp 参数：tp 0.01 1E-6 10E-6 100E-6 1E-3 时间，t Time, tpp(s) (s) 10E-3 100E-3 0.1 1 1 120 80 80 TJ = 25 °C VDD = 900 V RG(ext) = 2.5 Ω VGS = -5/+20 V FWD = C2M1000170D L = 1738 μH 60 ETotal 60 EOn 40 EOff 20 1000 Conditions: 条件： 70 Switching Loss (uJ) 开关损耗 (mJ) 100 100 图22. 安全工作区域 条件： Conditions: TJ = 25 °C VDD = 1200 V RG(ext) = 2.5 Ω VGS = -5/+20 V FWD = C2M1000170D L = 1738 μH 10 (V)VDS (V) 漏源电压，V Drain-Source Voltage, DS 图21. 瞬态热阻抗 （结点至表面） Switching Loss (uJ) 开关能量 (mJ) 100 µs 1.00 1E-3 50 ETotal 40 EOn 30 20 EOff 10 0 0 1 2 3 4 Drain to漏源电流，I Source Current, (A) IDS (A) DS 图23. 钳位电感开关能量与 漏极电流曲线图(VDD = 1200V) 6 10 µs 受限于R Limited by DSROn DS On 0.3 Drain-Source Current, 漏源电流，I (A) IDS (A) Junction To Case Impedance, ZthJC (oC/W) 结点到表面阻抗，Z (oC/W) thJC 10.00 0.5 1 C2M1000170D修订版本C 5 6 0 0 1 2 3 4 Drain to Source Current,(A) IDS (A) 漏源电流，I DS 图24. 钳位电感开关能量与 漏极电流曲线图(VDD = 900V) 5 6 典型性能 120 TJ = 25 °C VDD = 1200 V IDS = 2 A VGS = -5/+20 V FWD = C2M1000170D L = 1478 μH 80 EOn 60 40 IDS = 2 A VDD = 1200 V RG(ext) = 2.5 Ω VGS = -5/+20 V FWD = C2M1000170D L = 1478 μH 60 ETotal EOn 40 20 EOff 20 Conditions: 条件： 80 ETotal 开关损耗 Switching Loss(mJ) (uJ) 100 Switching Loss(mJ) (uJ) 开关损耗 100 Conditions: 条件： 0 EOff 0 0 10 20 30 40 50 60 External Gate Resistor RG(ext) (Ohms) 外接栅极电阻，RG(ext) (Ohm) -50 -25 0 25 50 75 Junction结温，T Temperature, (°C) TJ (°C) J 图26. 钳位电感开关能量与 温度曲线图 图25. 钳位电感开关能量与RG(ext)曲线图 50 Conditions: 条件： TJ = 25 °C VDD = 1200 V RL = 600 Ω VGS = -5/+20 V 45 40 时间 (ns)(ns) Time 35 tf 30 25 20 tr 15 td (off) 10 5 td (on) 0 0 5 10 15 20 25 30 External Gate Resistor, RG(ext) (Ohms) 外接栅极电阻，R (Ohm) G(ext) 图27. 开关时间与RG(ext)曲线图 7 C2M1000170D修订版本C 图28. 开关时间定义 100 125 150 测试电路示意图 Q1 2.5Ω L=1478 uH VDC C2M1000170D VGS= - 5V CDC=42.3 uF RG Q2 C2M1000170D 图29. 钳位电感开关 波形测试电路 ESD额定值 8 ESD测试 设备采样总数 分类结果 ESD-HBM 所有设备通过4000V测试 3A (>4000V) ESD-MM 所有设备通过200V测试 A (>200V) ESD-CDM 所有设备通过1000V测试 IV (>1000V) C2M1000170D修订版本C 封装尺寸 Package Dimensions T V U W 引脚信息： Pinout Information: • • • • • • 引脚 1 = 栅极 引脚 2, = 4 =Gate 漏极 Pin 1 引脚 3 =4源极 Pin 2, = Drain Pin 3 = Source 建议的焊盘布局 Recommended Solder Pad Layout TO-247-3 9 英寸 POS 封装 TO-247-3 C2M1000170D修订版本C 毫米 最小值 最大值 最小值 A .190 .205 4.83 最大值 5.21 A1 .090 .100 2.29 2.54 A2 .075 .085 1.91 2.16 b .042 .052 1.07 1.33 b1 .075 .095 1.91 2.41 b2 .075 .085 1.91 2.16 b3 .113 .133 2.87 3.38 b4 .113 .123 2.87 3.13 c .022 .027 0.55 0.68 D .819 .831 20.80 21.10 D1 .640 .695 16.25 17.65 D2 .037 .049 0.95 1.25 E .620 .635 15.75 16.13 E1 .516 .557 13.10 14.15 5.10 E2 .145 .201 3.68 E3 .039 .075 1.00 1.90 E4 .487 .529 12.38 13.43 e .214 BSC N 3 5.44 BSC 3 L .780 .800 19.81 20.32 L1 .161 .173 4.10 4.40 ØP .138 .144 3.51 3.65 Q .216 .236 5.49 6.00 S .238 .248 6.04 6.30 T 9˚ 11˚ 9˚ 11˚ U 9˚ 11˚ 9˚ 11˚ V 2˚ 8˚ 2˚ 8˚ W 2˚ 8˚ 2˚ 8˚ 部件号 封装 标识 C2M1000170D TO-247-3 C2M1000170 说明 • 符合RoHS规范 本产品中受RoHS限制材料的含量低于此类物质所允许的最大浓度值（也称为阈值），或者依照欧盟2011/65/EC号指令(RoHS2) 用于可豁免的应用场合（依照2013年1月2日实施的版本）。本产品的RoHS声明可向Cree代表索取或从www.cree.com的“产品 文档”部分获取。 • 符合REACh规范 本产品提供REACh高度关注物质(SVHC)的信息。由于欧洲化学品管理局(ECHA)已发布通告，称其计划在可预见的将来频繁修订 SVHC清单，因此请联系Cree代表，确保您了解最新的REACh SVHC合规性声明。也可索取REACh禁止物质的信息（REACh第67 条款）。 • 本产品并非设计用于以下应用，亦未针对以下应用进行测试：植入人体的装置或者若产品发生故障可能导致死亡、人身伤害或财产损 失的装置，包括但不限于运营核设施所用的设备、生命维持机、心脏除颤器或类似急救医疗设备、飞机导航或通信或控制系统、空中 交通管制系统。 相关链接 • LTSPICE 模型：www.cree.com/power/tools-and-support • SiC MOSFET隔离式栅极驱动器：www.cree.com/power/tools-and-support • SiC MOSFET试用板：www.cree.com/power/tools-and-support • SiC MOSFET参考设计：http://response.cree.com/SiC_RefDesigns 版权所有 © 2015 Cree, Inc.保留所有权利。 本文所列信息随时可能出现更改，恕不另行通知。 Cree、Cree徽标和Zero Recovery是Cree, Inc.的注册商标。 10 C2M1000170D修订版本C Cree, Inc. 4600 Silicon Drive Durham, NC 27703 美国电话：+1.919.313.5300 传真：+1.919.313.5451 www.cree.com/power