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harris / HF_SDIOD / RHRG3070

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S E M I C O N D U C T O R

April 1995

RHRG3070, RHRG3080, RHRG3090, RHRG30100

30A, 700V - 1000V Hyperfast Diodes

Features

 

Package

 

• Hyperfast with Soft Recovery . . . . . . . . . . . . . . .

. <65ns

 

JEDEC STYLE TO-247

Operating Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

+175oC

 

ANODE

Reverse Voltage Up To

1000V

 

 

CATHODE

Avalanche Energy Rated

 

CATHODE

 

 

 

(BOTTOM

 

 

 

 

 

Planar Construction

 

SIDE METAL)

 

Applications

Switching Power Supplies

Power Switching Circuits

General Purpose

 

Description

 

 

 

 

Symbol

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3070, RHRG3080, RHRG3090 and RHRG30100

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(TA49064) are hyperfast diodes with soft recovery character-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

istics (tRR < 65ns). They have half the recovery time of

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ultrafast diodes and are silicon nitride passivated ion-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

implanted epitaxial planar construction.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

These devices are intended for use as freewheeling/clamp-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ing diodes and rectifiers in a variety of switching power sup-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

plies and other power switching applications. Their low

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

stored charge and hyperfast soft recovery minimize ringing

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

and electrical noise in many power switching circuits reduc-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ing power loss in the switching transistors.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PACKAGING AVAILABILITY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PART NUMBER

 

PACKAGE

BRAND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3070

 

TO-247

RHRG3070

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3080

 

TO-247

RHRG3080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3090

 

TO-247

RHRG3090

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG30100

 

TO-247

RHRG30100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NOTE: When ordering, use the entire part number.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Absolute Maximum Ratings TC = +25oC, Unless Otherwise Specified

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3070

RHRG3080

RHRG3090

RHRG30100 UNITS

Peak Repetitive Reverse Voltage . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

VRRM

700

800

900

1000

V

Working Peak Reverse Voltage . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

VRWM

700

800

900

1000

V

DC Blocking Voltage .

.

. . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

VR

700

800

900

1000

V

Average Rectified Forward Current . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IF(AV)

30

30

30

30

A

 

(TC = +95oC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Repetitive Peak Surge Current . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. IFSM

70

70

70

70

A

 

(Square Wave, 20kHz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nonrepetitive Peak Surge Current . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. IFSM

325

325

325

325

A

 

(Halfwave, 1 Phase, 60Hz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maximum Power Dissipation. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. .

PD

125

125

125

125

W

Avalanche Energy (See Figures 10 and 11) .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

EAVL

20

20

20

20

mj

Operating and Storage Temperature . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . T

, T

J

-65 to +175

-65 to +175

-65 to +175

-65 to +175

oC

 

 

 

 

STG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © Harris Corporation 1995

 

 

 

 

 

 

 

 

 

File Number

3941.1

 

 

 

 

7-25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Specifications RHRG3070, RHRG3080, RHRG3090, RHRG30100

Electrical Specifications TC = +25oC, Unless Otherwise Specified

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3070

RHRG3080

RHRG3090

RHRG30100

 

SYMBOL

 

 

TEST CONDITION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UNITS

 

 

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

VF

IF = 30A, TC = +25oC

-

-

3.0

-

-

3.0

-

-

3.0

-

-

3.0

V

 

 

I

= 30A, T

C

= +150oC

-

-

2.5

-

-

2.5

-

-

2.5

-

-

2.5

V

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

R

V

R

= 700V, T

= +25oC

-

-

250

-

-

-

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 800V, T

= +25oC

-

-

-

-

-

500

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 900V, T

= +25oC

 

 

 

 

 

 

-

-

500

 

 

 

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR = 1000V, TC = +25oC

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

500

μA

I

R

V

R

= 700V, T

= +150oC

-

-

1.0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

mA

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 800V, T

= +150oC

-

-

-

-

-

1.0

-

-

-

-

-

-

mA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 900V, T

= +150oC

 

 

 

 

 

 

-

-

1.0

 

 

 

mA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 1000V, T

= +150oC

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.0

mA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tRR

IF = 1A, dIF/dt = 100A/μs

-

-

65

-

-

65

-

-

65

-

-

65

ns

 

 

IF = 30A, dIF/dt = 100A/μs

-

-

75

-

-

75

-

-

75

-

-

75

ns

tA

IF = 30A, dIF/dt = 100A/μs

-

35

-

-

35

-

-

35

-

-

35

-

ns

tB

IF = 30A, dIF/dt = 100A/μs

-

33

-

-

33

-

-

33

-

-

33

-

ns

QRR

IF = 30A, dIF/dt = 100A/μs

-

200

-

-

200

-

-

200

-

-

200

-

nC

CJ

VR = 10V, IF = 0A

-

100

-

-

100

-

-

100

-

-

100

-

pF

RθJC

 

 

 

 

 

 

-

-

1.2

-

-

1.2

 

 

1.2

-

-

1.2

oC/W

DEFINITIONS

VF = Instantaneous forward voltage (pw = 300μs, D = 2%).

IR = Instantaneous reverse current.

tRR = Reverse recovery time (Figure 2), summation of tA + tB. tA = Time to reach peak reverse current (See Figure 2).

tB = Time from peak IRM to projected zero crossing of IRM based on a straight line from peak IRM through 25% of IRM (See Figure 2).

QRR = Reverse recovery charge.

CJ = Junction Capacitance.

RθJC = Thermal resistance junction to case.

EAVL = Controlled avalanche energy. (See Figures 10 and 11). pw = pulse width.

D = duty cycle.

V1 AMPLITUDE CONTROLS IF

 

 

 

V2 AMPLITUDE CONTROLS dIF/dt

 

 

+V3

L

= SELF INDUCTANCE OF

 

 

1

R4 + LLOOP

R1

Q2

t1 ³ 5tA(MAX)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2 > tRR

 

Q1

 

 

t3 > 0

 

 

 

L1 £ tA(MIN)

 

+V1

 

 

0

 

R4

 

10

dIF

 

tRR

 

LLOOP

 

IF

 

 

t2

 

dt

tA

tB

t1

R2

 

DUT

0

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.25 IRM

 

 

 

 

 

 

 

 

t3

 

 

 

 

 

IRM

0

C1

R4

 

 

 

 

VR

Q3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-V2

R3

-V4

 

 

 

 

 

VRM

FIGURE 1. tRR TEST CIRCUIT

FIGURE 2. tRR WAVEFORMS AND DEFINITIONS

7-26

 

 

 

RHRG3070, RHRG3080, RHRG3090, RHRG30100

 

 

 

Typical Performance Curves

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

1200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REVERSE CURRENT (μA)

 

 

 

 

 

+175oC

 

 

 

FORWARD CURRENT (A)

100

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

+175oC

+25oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

+25oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0.03

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

 

 

200

 

 

400

600

800

1000

 

 

 

0

 

 

 

 

 

VF, FORWARD VOLTAGE (V)

 

 

 

 

 

 

VR, REVERSE VOLTAGE (V)

 

 

FIGURE 3. TYPICAL FORWARD CURRENT vs FORWARD

 

FIGURE 4. TYPICAL REVERSE CURRENT vs REVERSE

 

 

 

VOLTAGE DROP

 

 

 

 

 

 

 

VOLTAGE

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

TC = +25oC

 

 

200

 

 

 

 

 

TC = +100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

 

 

 

 

(ns)

60

 

 

 

 

 

 

(ns)

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TIMES

50

 

tRR

 

 

 

 

TIMES

 

125

tRR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RECOVERY

40

 

 

 

 

 

 

RECOVERY

 

100

 

 

 

 

 

 

 

30

 

tA

 

 

 

 

 

75

tB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

t,

 

tB

 

 

 

 

t,

 

tA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

10

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

30

 

 

1

 

 

 

 

10

 

30

 

 

 

IF , FORWARD CURRENT (A)

 

 

 

 

 

IF , FORWARD CURRENT (A)

 

 

FIGURE 5. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD

 

FIGURE 6. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD

 

 

CURRENT AT +25oC

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT AT +100oC

 

 

 

 

300

 

 

 

 

TC = +175oC

(A)

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

CURRENT

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

DC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t, RECOVERY TIMES

200

 

 

 

 

 

 

AVERAGE FORWARD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SQ. WAVE

 

 

 

 

tRR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

tB

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

tA

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(AV)

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

25

50

 

75

100

125

150

175

 

1

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

, CASE TEMPERATURE (oC)

 

 

 

 

 

IF , FORWARD CURRENT (A)

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 7. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD

 

 

FIGURE 8. CURRENT DERATING CURVE FOR ALL TYPES

 

 

CURRENT AT +175oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRG3070, RHRG3080, RHRG3090, RHRG30100

 

 

Typical Performance Curves (Continued)

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

 

 

 

(pF)

200

 

 

 

 

 

 

 

CAPACITANCE

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, JUNCTION

100

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

50

100

150

200

 

 

 

 

 

VR , REVERSE VOLTAGE (V)

 

 

 

FIGURE 9. TYPICAL JUNCTION CAPACITANCE vs REVERSE VOLTAGE

 

 

Test Circuit and Waveforms

 

 

 

 

 

 

 

IMAX = 1A

 

 

 

 

 

 

 

 

L = 40mH

 

 

 

 

 

 

 

 

R < 0.1Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

EAVL = 1/2LI2 [VAVL/(VAVL - VDD)]

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1 AND Q2 ARE 1000V MOSFETs

 

L

R

 

 

 

 

 

Q1

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

130Ω

1MΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

DUT

 

 

 

VAVL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT

 

IL

IL

 

 

130Ω

 

SENSE

 

I

V

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

-

t0

t1

t2

t

12V

 

 

 

 

FIGURE 10. AVALANCHE ENERGY TEST CIRCUIT

FIGURE 11. AVALANCHE CURRENT AND VOLTAGE

 

 

 

 

 

 

WAVEFORMS

 

 

 

 

 

 

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