fmks-2102 ds jp

VRM = 200 V, IF=5A, 10A, 15A
温度検出機能付き高速整流ダイオード
FMKS シリーズ
データシート
概要
パッケージ
FMKS シリーズは、温度検出機能付きの高速整流
ダイオードです。
高速整流ダイオードと温度検知用ショットキー
バリアダイオードを同じチップに搭載しています。
これにより、サーミスタを使用した温度検出よりも
高い精度の温度が検出でき、部品削減、省スペース
化、取り付け工数の低減に貢献します。
TO220F-3L
特徴
●
●
●
●
●
温度検知素子を内蔵
整流ダイオードの温度検出精度向上
温度検出回路の部品削減
高速スイッチング
低順方向電圧
(1)(2)(3)
SBD
Not to scale
FRD
(1)
(3)
(2)
応用回路例
FMKS series
T1
OUT
(+)
DS
3
2
(1) 温度検知用ショットキーバリアダイオード
SBD アノード
(2) カソード
(3) 高速整流ダイオード FRD アノード
ANODE 1
of SBD
FMKS シリーズ
PC1
Converter IC
製品名
FB
FMKS-2052
REF
U1
PC1
VRM
U2
FMKS-2102
RS
(-)
IF
VF
trr
0.98 V
50 ns
5A
200 V
FMKS-2152
10 A
15 A
ここで、
VRM：ピーク繰り返し逆電圧、IF：平均順電流、
VF：順方向降下電圧、tRR：逆方向回復時間
アプリケーション
以下のような温度検出回路やピーク負荷制限回
路を持つ用途
● オーディオ
● 白物家電
● 汎用電源
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1
FMKS シリーズ
目次
概要 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
目次 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
1. 絶対最大定格 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2. 電気的特性 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
3. 特性 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
3.1 温度検知用ショットキーバリアダイオード特性 -------------------------------------------- 5
3.2 高速整流ダイオード特性 ------------------------------------------------------------------------- 6
3.2.1
FMKS-2052 ------------------------------------------------------------------------------------- 6
3.2.2
FMKS-2102 ------------------------------------------------------------------------------------- 8
3.2.3
FMKS-2152 ------------------------------------------------------------------------------------- 9
4. 外形図 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
5. 捺印仕様 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
6. FMKS シリーズを用いた温度検出例 -------------------------------------------------------------- 12
注意書き ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
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2
FMKS シリーズ
1.
絶対最大定格
特記がない場合の条件 TA = 25 °C。
項目
記号
条件
規格値
単位
備考
高速整流ダイオード（FRD）部
ピーク非繰り返し逆電圧
VRSM
200
V
ピーク繰り返し逆電圧
VRM
200
V
5
平均順電流
サージ順電流
IF(AV)
IFSM
10
10 ms、正弦波、単発
FMKS-2052
A
15
FMKS-2152
100
FMKS-2052
140
A
170
I2t 限界値
It
1 ms ≤ t ≤10 ms
98
FMKS-2052
2
As
144.5
FMKS-2102
FMKS-2152
ジャンクション温度
Tj
−40～150
°C
保存温度
Tstg
−40～150
°C
絶縁耐圧
−
1 .0
kV
リ ー ド −ケ ー ス 間
1 分 間 、 AC
FMKS-2102
FMKS-2152
50
2
FMKS-2102
温度検知用ショットキーバリアダイオード（SBD）部
ピーク非繰り返し逆電圧
VRSM
90
V
ピーク繰り返し逆電圧
VRM
90
V
ジャンクション温度
Tj
−40～150
°C
保存温度
Tstg
−40～150
°C
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FMKS シリーズ
2.
電気的特性
特記がない場合の条件 TA = 25 °C。
項目
記号
測定条件
単位
備考
Min.
Typ.
Max.
IF = 5 A
−
−
0.98
IF = 10 A
−
−
0.98
IF = 15 A
−
−
0.98
FMKS-2152
−
−
50
FMKS-2052
−
−
100
−
−
150
FMKS-2152
−
−
3
FMKS-2052
−
−
6
−
−
10
−
−
50
ns
−
−
35
ns
−
−
4.0
°C/W
高速整流ダイオード（FRD）部
順方向降下電圧
VF
逆方向漏れ電流
高温時逆方向漏れ電流
IR
H･IR
trr1
逆方向回復時間
trr2
熱抵抗*
VR = VRM
VR = VRM
Tj = 150 °C
IF = IRP = 100 mA,
Tj = 25 °C、90 %回復点
IF = 100 mA、IRP = 200 mA
Tj = 25 °C、75 %回復点
Rth(j-C)
FMKS-2052
V
µA
mA
FMKS-2102
FMKS-2102
FMKS-2102
FMKS-2152
温度検知用ショットキーバリアダイオード（SBD）部
逆方向漏れ電流
高温時逆方向漏れ電流
IR1
VR = 15V
−
−
50
µA
IR2
VR = 90V
−
−
2.0
mA
H･IR1
VR = 15V, Tj = 130 °C
1 .2 0
1 .9 0
2.60
mA
H･IR2
VR = 90V, Tj = 150 °C
−
−
55
mA
*ジャンクション−ケ ー ス 間
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FMKS シリーズ
3.
3.1
特性
温度検知用ショットキーバリアダイオード特性
図 3-1 は、温度検知用ショットキーバリアダイオード
（SBD）に VR = 15V を印加したときの特性です。
図 3-1
を用いて、高速整流ダイオード（FRD）の温度を推定できます。
5.0
max.
typ.
min.
逆方向漏れ電流 IR (mA)
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
70
80
90
100
110
120
130
140
ジャンクション温度 Tj (°C)
図 3-1
SBD の逆方向漏れ電流 IR の温度特性
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FMKS シリーズ
高速整流ダイオード特性
3.2
T はパルス周期、t はパルス幅です。
3.2.1
FMKS-2052
3.2.1.1. 代表特性
10
1.E-02
1.E-03
TA = 150°C
TA = 150°C
1
TA = 100°C
1.E-04
逆電流 IR (A)
順電流 IF (A)
TA = 60°C
0.1
TA = 25°C
1.E-05
TA = 100°C
1.E-06
TA = 60°C
1.E-07
0.01
1.E-08
0.001
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
TA = 25°C
1.E-09
0
順方向降下電圧 VF (V)
図 3-2 IF－VF 特性(typ.)
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50
100
150
200
逆電圧 VR(V)
図 3-3 IR－VR 特性(typ.)
6
FMKS シリーズ
3.2.1.2. 許容損失（Tj = 150°C）
7
0.6
6
0.5
逆電力損失PR (W)
順電力損失PF (W)
5
4
3
2
0.4
0.3
0.2
DC
1
0.1
0
0
Sine wave
0
1
2
3
4
5
0
50
150
200
逆電圧 VR (V)
平均順電流 IF(AV) (A)
図 3-4
100
順電力損失－平均順電流特性
図 3-5
逆電力損失－逆電圧特性
5.0
5.0
4.0
4.0
平均順電流 IF(AV) (A)
平均順電流 IF(AV) (A)
3.2.1.3. ディレーティング特性（Tj = 150°C）
3.0
DC
2.0
1.0
Sine wave
DC
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0
120
125
130
135
140
145
150
120
リード温度 TL (°C)
図 3-6
平均順電流－リード温度（VR = 0 V）
125
130
135
140
145
150
リード温度 TL (°C)
図 3-7
平均順電流－リード温度（VR = 200 V）
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7
FMKS シリーズ
3.2.2
FMKS-2102
3.2.2.1. 代表特性
10
1.E-02
TA = 150°C
TA = 150°C
1.E-03
1
TA = 100°C
1.E-04
逆電流 IR (A)
順電流 IF (A)
TA = 60°C
0.1
TA = 25°C
1.E-05
TA = 100°C
1.E-06
TA = 60°C
0.01
1.E-07
TA = 25°C
1.E-08
0.001
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
0
1.0
50
150
200
逆電圧 VR(V)
順方向降下電圧 VF (V)
図 3-8
100
VF－IF 特性(typ.)
図 3-9
VR－IR 特性(typ.)
3.2.2.2. 許容損失（Tj = 150°C）
16
1.2
14
1
逆電力損失PR (W)
順電力損失PF (W)
12
10
8
6
0.8
0.6
0.4
4
DC
0.2
2
Sine wave
0
0
0
2
4
6
8
10
0
50
平均順電流 IF(AV) (A)
図 3-10 順電力損失－平均順電流特性
100
150
200
逆電圧 VR (V)
図 3-11 逆電力損失－逆電圧特性
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8
FMKS シリーズ
3.2.2.3. ディレーティング特性（Tj = 150°C）
10.0
10.0
Sine wave
8.0
平均順電流 IF(AV) (A)
平均順電流 IF(AV) (A)
8.0
DC
6.0
4.0
2.0
6.0
DC
4.0
2.0
0.0
0.0
80
90
100
110
120
130
140
150
80
100
110
120
130
140
150
リード温度 TL (°C)
リード温度 TL (°C)
図 3-12 リード温度－平均順電流（VR = 0 V）
3.2.3
90
図 3-13 リード温度－平均順電流（VR = 200 V）
FMKS-2152
3.2.3.1. 代表特性
100
1.E-02
TA = 150°C
1.E-03
10
TA = 150°C
1.E-04
逆電流 IR (A)
順電流 IF (A)
1
TA = 100°C
TA = 60°C
0.1
0.01
TA = 25°C
0.2
0.4
0.6
0.8
TA = 60°C
1.E-06
1.E-07
0.001
0.0
TA = 100°C
1.E-05
1.0
TA = 25°C
1.E-08
0
順方向降下電圧 VF (V)
図 3-14
VF－IF 特性(typ.)
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100
150
200
逆電圧 VR(V)
図 3-15
VR－IR 特性(typ.)
9
FMKS シリーズ
3.2.3.2. 許容損失（Tj = 150°C）
25
2
20
逆電力損失PR (W)
順電力損失PF (W)
1.5
15
10
1
0.5
5
DC
Sine wave
0
0
0
5
10
15
0
50
平均順電流 IF(AV) (A)
100
150
200
逆電圧 VR (V)
図 3-16 順電力損失－平均順電流特性
図 3-17 逆電力損失－逆電圧特性
15.0
15.0
12.5
12.5
10.0
DC
7.5
5.0
2.5
平均順電流 IF(AV) (A)
平均順電流 IF(AV) (A)
3.2.3.3. ディレーティング特性（Tj = 150°C）
Sine wave
10.0
DC
7.5
5.0
2.5
0.0
0.0
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150
60
リード温度 TL (°C)
図 3-18 リード温度－平均順電流（VR = 0 V）
70
80
90 100 110 120 130 140 150
リード温度 TL (°C)
図 3-19 リード温度－平均順電流（VR = 200 V）
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FMKS シリーズ
4.
外形図
TO220F-3L
備考：
● 単位：mm
● 端子部 Pb フリー品(RoHS 対応)
5.
捺印仕様
表 5-1 製品コード
製品コード (表 5-1 参照)
YMDD
ロット番号
製品コード
製品名
KS2052
FMKS-2052
KS2102
FMKS-2102
KS2152
FMKS-2152
Y = 西暦下一桁 (0 ~ 9)
M = 月(1 ~ 9, O, N, D)
DD =日 (01 ~ 31)
1
2
3
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FMKS シリーズ
6.
FMKS シリーズを用いた温度検出例
以下に、フライバック型オフラインコンバータ回
路の 2 次側整流ダイオードの温度を検出する例を示
します。
図 6-1 に NTC サーミスタを使用した温度検出回
路例を示します。ここでは、2 次側整流ダイオード
DS に熱結合した NTC サーミスタをコンバータの出
力電圧検出回路の REF 端子に接続しています。
NTC サーミスタの抵抗値は、図 6-2 のように、温
度が上昇すると減尐します。
過負荷などが原因で DS の温度が上昇すると、NTC
サーミスタの抵抗値が減尐し、抵抗分圧の比が変わ
ります。図 6-1 の RS の両端電圧がシャントレギュ
レータ U1 の基準電圧に達すると、
フォトカプラ PC1
に電流が流れます。これにより、1 次側のコンバー
タ IC は出力電力を制限します。その結果、DS の温
度上昇を抑制できます。
DS
T1
OUT
(+)
NTC
しかし、サーミスタを使用する場合、以下のよう
な問題点があります。
● DS とサーミスタの間に距離があるため、正確な温
度検出が難しい。
● サーミスタは DS の急激な温度変化に追従できな
い。
● DS とサーミスタ間の熱抵抗を減らして温度の検
出精度を上げるには、高熱伝導性の材料を介し、
密着した取り付けが必要。
図 6-3 のように、FMKS シリーズは、高速整流ダ
イオード（FRD）と温度検知用ショットキーバリア
ダイオード（SBD）を同一チップ上に形成していま
す。これにより、SBD は FRD の温度とほぼ同じに
なります。
FRD の温度検出は、SBD の温度特性を使用しま
す。SBD は、図 6-4 のように温度が上昇すると、漏
れ電流が増加します。
これにより、FMKS シリーズは、サーミスタを用
いた温度検出より、高精度な温度検出が行えます。
FMKS シリーズを使用した温度検出回路は、以下
のようなメリットがあります。
●
●
●
●
PC1
Converter IC
FB
FRD の温度を高精度に安定して検出可能
FRD の温度変化に追従した検出が可能
サーミスタなどの部品削減と取り付けの容易性
電源の小型化が可能
REF
U1
U2
RS
PC1
(-)
SBD
図 6-1
FRD
NTC サーミスタを使用した温度検出
回路例
抵抗値
(Ω)
(1)
図 6-3
(2)
(3)
FMKS シリーズの内部構造図
漏れ電流
0
150
温度(°C)
図 6-2
IR (A)
NTC サーミスタの特性例
0
150
温度(°C)
図 6-4
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SBD の漏れ電流温度特性例
12
FMKS シリーズ
FMKS series
T1
OUT
(+)
DS
3
PC1
Converter IC
FB
REF
U1
U2
RS
(-)
図 6-5
max.
typ.
min.
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
70
80
FMKS シリーズを用いた温度検出回路例
90
115
127
110 120 130
100
140
ジャンクション温度Tj (°C)
図 6-6
2
ANODE 1
of SBD
PC1
5.0
逆方向漏れ電流 IR (mA)
図 6-5 に FMKS シリーズを用いた温度検出回路
例を示します。2 次側整流ダイオード DS の温度検知
用 SBD の ANODE 端子を、コンバータの出力電圧
検出回路のシャントレギュレータの REF 端子に接
続しています。
過負荷などが原因で DS の温度が上昇すると、温
度検知用 SBD の漏れ電流 IR が増加し、図 6-5 の RS
の両端電圧が上昇します。RS の両端電圧がシャント
レギュレータ U1 の基準電圧に達すると、フォトカ
プラ PC1 に電流が流れ、1 次側のコンバータ IC は
出力電力を制限します。その結果、DS の温度上昇を
抑制できます。
IR = 1.0 mA における温度検出範囲
図 6-7 に FMKS シリーズを使用した多出力のフ
ライバック型オフラインコンバータ回路例を示し
ます。FMKS シリーズと他の出力の同期整流素子
QSYN を同じ放熱器に取り付けた場合、放熱器を介し
て QSYN の温度が FMKS シリーズへ伝導します。こ
れにより、過負荷による QSYN の温度上昇や、2 次側
同期整流回路の制御 IC の不具合などで QSYN がオフ
し続けダイオード整流になったときの温度上昇を
検出できます。
Synchronous
rectification IC
同じ放熱器に配置
OUT1
(+)
T1
図 6-5 の RS 値は次式で計算できます。
QSYN
DS
3
ここで、
VREF
：シャントレギュレータ U1 の基準電圧
IR(TD)MAX ：検出温度 TD における SBD の漏れ電流
の最大値（3.1 項、図 6-6 を参照）
FMKS
PC1
Converter IC
ANODE 1
of SBD
FB
REF
PC1
TD が 115 °C のときは、図 6-6 より IR(TD)MAX は
1 mA になるので、VREF を 2.5 V とすると RS 値は
2.5 kΩ になります。FMKS シリーズは 115 °C～
127 °C の範囲で温度を検出します。
RS を E24 系列から先の値に近い 2.7 kΩ を選んだ
ときは、IR(TD)MAX は 0.93 mA になるので、114 °C～
126 °C の範囲で温度を検出します。
なお、SBD のジャンクション温度が 150 °C 付近
になると漏れ電流が急激に増加し、損失が大きくな
るため、ばらつきを含めて 140 °C 以下の範囲で検出
できるように RS を設定する必要があります。
OUT2
(+)
2
RS
U1
U2
(-)
図 6-7
FMKS シリーズを用いた温度検出回路例
（多出力の場合）
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FMKS シリーズ
注意書き
● 本書に記載している製品（以下、「本製品」という）のデータ、図、表その他のすべての内容は本書発行
時点のものとなります。本書に記載している内容は、改良などにより予告なく変更することがあります。
ご使用の際には、最新の情報であることを確認してください。
● 本製品は、一般電子機器（家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など）の部品に使用されること
を意図しております。ご使用の際には、納入仕様書に署名または記名押印のうえご返却をお願いします。
高い信頼性が要求される装置（輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防犯装置、各種安全
装置など）への使用をご検討の際には、必ず事前にその使用の適否につき弊社販売窓口へご相談および納
入仕様書に署名または記名押印のうえご返却をお願いします。極めて高い信頼性が要求される装置（航空
宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など）には、文書による弊社の承諾がない限り使用し
ないでください。
● 本製品の使用にあたり、本製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あるいはこれらの製品に物理的、
化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任においてそのリスクを必ずご検討のう
え行ってください。
● 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は避けら
れません。本製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などが発生しないよう、
故障発生率およびディレーティングなどを考慮のうえ、使用者の責任において、本製品が使用される装置
やシステム上で十分な安全設計および確認を含む予防措置を必ず行ってください。ディレーティングにつ
いては、納入仕様書および弊社ホームページを参照してください。
● 本製品は耐放射線設計をしておりません。
● 本書に記載している内容を、文書による弊社の承諾なしに転記・複製することを禁じます。
● 本書に記載している回路定数、動作例、回路例、パターンレイアウト例、設計例、推奨例およびこれらに
基づく評価結果などは、使用上の参考として示したもので、これらに起因する使用者もしくは第三者のい
かなる損害および知的財産権を含む財産権その他一切の権利の侵害問題について、弊社は一切責任を負い
ません。
● 本書に記載している技術情報（以下、「本技術情報」という）は、本製品の使用上の参考として示したも
ので、弊社の所有する知的財産権その他権利の実施、使用を許諾するものではありません。
● 使用者と弊社との間で別途文書による合意がない限り、弊社は、本製品の品質（商品性、および特定目的
または特別環境に対する適合性を含む）ならびに本書に記載の情報（正確性、有用性、信頼性を含む）に
ついて、明示的か黙示的かを問わず、いかなる保証もしておりません。
● 本製品を使用する場合は、特定の物質の含有・使用を規制する RoHS 指令など、適用可能性がある環境関
連法令を十分に調査したうえで、当該法令に適合するよう使用してください。
● 本製品および本技術情報を、大量破壊兵器の開発を含む、軍事用途や軍事利用の目的で使用しないでくだ
さい。また、本製品および本技術情報を輸出または非居住者などに提供する場合は、
「米国輸出管理規則」、
「外国為替及び外国貿易法」など、各国の適用のある輸出管理法令などを遵守してください。
● 弊社物流網以外での本製品の落下などの輸送中のトラブルについて、弊社は一切責任を負いません。
● 本書は、正確を期すため慎重に製作したものですが、弊社は本書に誤りがないことを保証するものではな
く、万一本書に記載している内容の誤りや欠落に起因して使用者に損害が生じた場合においても、弊社は
一切責任を負いません。
● 本製品を使用するときに特に注意することは納入仕様書、一般的な使用上の注意は弊社ホームページを参
照してください。
FMKS-DSJ Rev.1.0
サンケン電気株式会社
2016.02.08
http://www.sanken-ele.co.jp
© SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2016
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