Quality is our message
富士 IGBT モジュール U シリーズ
技 術 資 料
1. パワーサイクル耐量
2. RBSOA、SCSOA
3. 大電流出力特性
.................................................................. MT5Z02525c
...................................................................... MT5F13198
......................................................................... MT5F13582
4. 短絡電流と VGE 特性
5. 2 個組並列接続の適用
.................................................................. MT5F14993
............................................................... MT5F14514
6. スイッチング損失 dv/dt と CGE、RG
7. -VGE とスイッチング損失特性
8. 耐圧と接合部温度の依存性
.......................................... MT5F14571
.................................................... MT5F13288
........................................................ MT5F13015
9. VCES と Tj 特性
............................................................................ MT5F14432
10. dIc/dt と Tj 特性
.......................................................................... MT5F14433
11. ダイナミックアバランシェ電圧と Tj 特性
12. 過渡熱インピーダンス
................................. MT5F14434
............................................................... MT5F14621
ご 注意
1. このカタログの内容（製品の仕様、特性、データ、材料、構造など）は 2011 年 4 月現在のものです。
この内容は製品の仕様変更のため、または他の理由により事前の予告なく変更されることがあります。このカタログに記載されて
いる製品を使用される場合には、その製品の最新版の仕様書を入手して、データを確認してください。
2. 本カタログに記載してある応用例は、富士電機の半導体製品を使用した代表的な応用例を説明するものであり、本カタログによっ
て工業所有権、その他権利の実施に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。
3. 富士電機（株）は絶えず製品の品質と信頼性の向上に努めています。しかし、半導体製品はある確率で故障する可能性があります。
富士電機の半導体製品の故障が、結果として人身事故，火災等による財産に対する損害や、社会的な損害を起こさぬように冗長設
計、延焼防止設計、誤動作防止設計など安全確保のための手段を講じてください。
4. 本カタログに記載している製品は、普通の信頼度が要求される下記のような電子機器や電気機器に使用されることを意図して造ら
れています。
・工作機械
・コンピュータ ・OA 機器 ・通信機器（端末） ・計測機器 ・オーディオビジュアル機器 ・家庭用電気製品 ・パーソナル機器 ・産業用ロボット など 5. 本カタログに記載の製品を、下記のような特に高い信頼度を持つ必要がある機器に使用をご予定のお客様は、事前に富士電機（株）
へ必ず連絡の上、了解を得てください。このカタログの製品をこれらの機器に使用するには、そこに組み込まれた富士電機の半導
体製品が故障しても、機器が誤動作しないように、バックアップ・システムなど、安全維持のための適切な手段を講じることが必
要です。
・輸送機器（車載、舶用など）
・幹線用通信機器
・交通信号機器
・ガス漏れ検知及び遮断機
・防災／防犯装置
・安全確保のための各種装置 ・医療機器
6. 極めて高い信頼性を要求される下記のような機器及び戦略物資に該当する機器には、本カタログに記載の製品を使用しないでくだ
さい。
・宇宙機器 ・航空機搭載用機器 ・原子力制御機器 ・海底中継機器
7. 本カタログの一部または全部の転載複製については、文書による当社の承諾が必要です。
8. このカタログの内容にご不明の点がありましたら、製品を使用する前に富士電機（株）または、その販売店へ質問してください。
本注意書きの指示に従わないために生じたいかなる損害も富士電機（株）とその販売店は責任を負うものではありません。
－
富士 IGBT モジュール
U, V シリーズ
－
ΔTj パワーサイクル試験方法及び寿命曲線（技術参考資料）
1
技術資料：MT5Z02525c
2
技術資料：MT5Z02525c
技術資料 MT5F13198
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
RBSOA､SCSOA 1200V
* ]
*
1
技術資料 MT5F13582
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
大電流出力特性
U シリーズ
1200V（代表値）
条件: Tj=25 / 125°C
VGE=15V
注: 数値はモジュールの内部抵抗による内部電圧低下分を含んでいません。
Ic/Ic rating
7.5
Tj
=25
5.0
Tj
=125
2.5
0.0
0.0
2.5
5.0
7.5
: VGE [V] (chip)
1
10.0
12.5
技術資料 MT5F14993
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
短絡電流と VGE 特性
1200V
測定サンプル : 2MBI150UA-120、2MBI200UB-120、2MBI300UD-120
VDC=600V
条件:
+VGE=8、10、13、15、18V
–VGE=15V
Tj=125°C
RG (推奨値)= 2.2Ω (2MBI150UA-120)
3.0Ω (2MBI200UB-120)
1.1Ω (2MBI300UD-120)
------ I SC
VGE - ISC 特性··········図 1
結果:
ISC の定義: 短絡時の飽和電流
1600
1400
150UA-120
200UB-120
300UD-120
1200
I SC (A)
1000
800
600
400
200
0
8
10
12
14
V GE (V)
図 1
16
VGE - ISC 特性
電流電圧波形 : 2MBI150UA-120 ········図 2～図 6
2MBI200UB-120 ········図 7～図 11
2MBI300UD-120 ········図 12～図 16
1
1
2MBI150UA-120
ISC = 43A
ISC = 180A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 25A/div.
IC ; 100A/div.
図 2 VGE=8V
図 3 VGE=10V
ISC = 460A
ISC = 640A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 250A/div.
IC ; 250A/div.
図 4 VGE=13V
図 5 VGE=15V
ISC = 925A
VCE ; 200V/div.
IC ; 250A/div.
図 6 VGE=18V
2
2MBI200UB-120
ISC = 29A
ISC = 168A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 25A/div.
IC ; 50A/div.
図 7 VGE=8V
図 8 VGE=10V
ISC = 520A
ISC = 780A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 250A/div.
IC ; 250A/div.
図 9 VGE=13V
図 10 VGE=15V
ISC = 1140A
VCE ; 200V/div.
IC ; 250A/div.
図 11 VGE=18V
3
2MBI300UD-120
ISC = 50A
ISC = 268A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 50A/div.
IC ; 100A/div.
図 12 VGE=8V
図 13 VGE=10V
ISC = 770A
ISC = 1150A
VCE ; 200V/div.
VCE ; 200V/div.
IC ; 250A/div.
IC ; 500A/div.
図 14 VGE=13V
図 15 VGE=15V
ISC = 1520A
VCE ; 200V/div.
IC ; 500A/div.
図 16 VGE=18V
4
技術資料 MT5F14514
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
2 個組並列接続の適用
1200V
並列接続時の電流不均衡
回路構成と計算式
Von1
∆Von = Von2 – Von1
Von2
電流不均衡は Von1 と Von2 間の差異によって発
生、電流は I1 と I2 に各々分かれます。この場合、電
流不均衡率は下記の計算式で求めることができます。
↓I2
I1↓
α = [I1 / Ic(ave) – 1] × 100(%)
20
:
[%]
30
FWD-Part
10
IGBT-Part
0
0.0
0.1
0.2
0.3
Von [V] ( = Von2
1
0.4
Von1)
0.5
0.6
VCE(sat)と VF の分布
$%&
'()*# !" + %( #
!" #
Von 分布
並列適用（Von 等級）
適用形式: 2MBI300UC-120、2MBI300UD-120、2MBI300UE-120、2MBI450UE-120
Spec.
VCE(sat)ランク
VF ランク
標準品
0.5V 幅
0.5V 幅
最大 20%
選別品
(–03)
0.3V 幅
1 ランク
0.25 – 0.3V 幅
4 ランク
最大 13%
電流不均衡率
標準品は電流不均衡率 20％での並列使用が可能です。さらに低い電流不均衡率が必要であれば、型式
の末尾が「–03」の製品をお奨めいたします。この場合、同ランクのデバイスをインバータの同一アーム
に使用してください。
2
技術資料 MT5F14571
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
スイッチング損失 dv/dt と CGE、RG
6MBI450U-120
逆回復 dv/dt
スイッチング損失 Eon
測定サンプル: 6MBI450U-120 #38001-11 Y 相始動
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A
Tj=25℃、Vcc=800V、Ic=22.5A (定格値の 5%)
VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
VGE=±15V、Ls=45nH、Snubber C=0
RG[Ω]
RG[Ω]
スイッチング損失 Eoff
スイッチング損失 Err
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A
VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
RG[Ω]
RG[Ω]
・逆回復時の dv/dt や振動を低減させるには、CGE を大きくし、RG を小さくすることが効果的です。
・同一のスイッチング損失を保持するには、（Cies と同じ CGE）+（0.7×RG）あるいは（Cies の倍の
CGE）+（0.5×RG）とするようにお奨めいたします。また、U シリーズ 1200V の他タイプの IGBT の
場合も同様です。
1
6MBI450U-120
逆回復 dv/dt
測定サンプル: 6MBI450U-120 #38001-11
Y 相始動
Tj=25℃、Vcc=800V、Ic=22.5A、VGE=±15V、Ls=45nH、Snubber C=0
RG[Ω]
CGE=0nF
2
6MBI450U-120
Eon（最新のサンプル）
測定サンプル: 6MBI450U-120 #38001-11
Y 相始動
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A、VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
RG[Ω]
CGE=0nF
3
6MBI450U-120
Eoff（最新のサンプル）
測定サンプル: 6MBI450U-120 #38001-11
Y 相始動
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A、VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
RG[Ω]
CGE=0nF
4
6MBI450U-120
Err（最新のサンプル）
測定サンプル: 6MBI450U-120 #38001-11 Y 相始動
Tj=125℃、Vcc=600V、Ic=450A、VGE=±15V、Ls=75nH、Snubber C=0
RG[Ω]
CGE=0nF
5
技術資料 MT5F13288
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
–VGE とスイッチング損失特性
6MBI150UB-120
20.0
Eoff
[mJ]
15.0
Conditions :
Tj = 125
VCC = 600V
VGE = +15V
IC = 100A
RG = 2.2
Eon
10.0
Err
5.0
0.0
-17.5
-15
-12.5
-10
-7.5
VGE [V]
1
-5
-2.5
0
2.5
技術資料 MT5F13015
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
耐圧と接合部温度の依存性
1700V
データは 1700V 6MBI450U-170 他試作品を使用
2000
1950
: VCES [V]
1900
1850
(Typ. 6
1800
)
1750
1700
50
25
0
25
Tj [ ]
1
50
技術資料 MT5F14432
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
VCES と Tj 特性
U シリーズ
1200V
1
技術資料 MT5F14433
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
–dlc/dt と Tj 特性
U シリーズ
1200V、6MBI450U-120
!"
#
$!
Ω
1
技術資料 MT5F14434
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
ダイナミックアバランシェ電圧と Tj 特性
1200V、6MBI450U-120
! " 1
技術資料 MT5F14621
Quality is our message
富士 IGBT モジュール
U シリーズ
過渡熱インピーダンス
計算値
ケース温度測定位置
Cu基板表面
Tb (エッジ中央部のケース温度)
モジュール
チップの位置
Tc (チップ下部のケース温度)
2MBI150UA-120 Rth(j-c)
!" !" # $ %
)* # &' $ ( %
1
2MBI150UB-120 Rth(j-c)
!" #$ % & !'(")* % & 2MBI200UB-120 Rth(j-c)
!" #$ % & !'(")* % & 2
2MBI300UC-120 Rth(j-c)
!" #$ % & !'(")* % & 2MBI450UE-120 Rth(j-c)
!" #$ % &' !()"*+ % ,- 3
2MBI300U2B-060 Rth(j-c)
!" #$ % & !'(")* % & 2MBI400U2B-060 Rth(j-c)
!" #$ % & !'(")* % & 4
6MBI225U-120 Rth(j-c)
!" #$ % &' !()"*+ % ,- 6MBI300U-120 Rth(j-c)
!" #$ % &' !()"*+ % ,- 5
6MBI450U-120 Rth(j-c)
!" #$ % &' !()"*+ % ,- 6