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harris / HF_SDIOD / RHRP1570

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

April 1995

RHRP1570, RHRP1580, RHRP1590, RHRP15100

15A, 700V - 1000V Hyperfast Diodes

Features

Hyperfast with Soft Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . <60ns

Operating Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +175oC

Reverse Voltage Up To . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000V

Avalanche Energy Rated

Planar Construction

Applications

Switching Power Supplies

Power Switching Circuits

General Purpose

Description

RHRP1570, RHRP1580, RHRP1590 and RHRP15100 (TA49062) are hyperfast diodes with soft recovery characteristics (tRR < 60ns). They have half the recovery time of ultrafast diodes and are silicon nitride passivated ionimplanted epitaxial planar construction.

These devices are intended for use as freewheeling/clamping diodes and rectifiers in a variety of switching power supplies and other power switching applications. Their low stored charge and hyperfast soft recovery minimize ringing and electrical noise in many power switching circuits reducing power loss in the switching transistors.

PACKAGING AVAILABILITY

PART NUMBER

PACKAGE

BRAND

 

 

 

RHRP1570

TO-220AC

RHRP1570

 

 

 

RHRP1580

TO-220AC

RHRP1580

 

 

 

RHRP1590

TO-220AC

RHRP1590

 

 

 

RHRP15100

TO-220AC

RHR15100

 

 

 

NOTE: When ordering, use the entire part number.

Package

JEDEC TO-220AC

ANODE

CATHODE

CATHODE (FLANGE)

Symbol

K

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRP1570

RHRP1580

RHRP1590

RHRP15100

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)

15

15

15

15

A

 

 

(TC = +130oC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . IFSM

30

30

30

30

A

 

 

(Square Wave, 20kHz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . IFSM

200

200

200

200

A

 

 

(Halfwave, 1 Phase, 60Hz)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . .

PD

100

100

100

100

W

 

 

Avalanche Energy (L = 40mH) . . . . . . . . . . .

. . 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

3692.1

 

 

 

 

 

7-70

 

 

 

 

 

Specifications RHRP1570, RHRP1580, RHRP1590, RHRP15100

Electrical Specifications TC = +25oC, Unless Otherwise Specified

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRP1570

RHRP1580

RHRP1590

RHRP15100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SYMBOL

 

 

 

 

TEST CONDITION

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

MIN

TYP

MAX

UNITS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

I

F

= 15A, T

C

= +25oC

-

-

3.0

-

-

3.0

-

-

3.0

-

-

3.0

V

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

F

= 15A, T

C

= +150oC

-

-

2.5

-

-

2.5

-

-

2.5

-

-

2.5

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

R

V

R

= 700V, T

= +25oC

-

-

100

-

-

-

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 800V, T

= +25oC

-

-

-

-

-

100

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 900V, T

= +25oC

-

-

-

-

-

-

-

-

100

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VR = 1000V, TC = +25oC

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

100

μA

I

R

V

R

= 700V, T

= +150oC

-

-

500

-

-

-

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 800V, T

= +150oC

-

-

-

-

-

500

-

-

-

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 900V, T

= +150oC

-

-

-

-

-

-

-

-

500

-

-

-

μA

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 1000V, T

 

= +150oC

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

500

μA

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tRR

IF = 1A, dIF/dt = 100A/μs

-

-

60

-

-

60

-

-

60

-

-

60

ns

 

 

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

-

70

-

-

70

-

-

70

-

-

70

ns

tA

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

40

-

-

40

-

-

40

-

-

40

-

ns

tB

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

25

-

-

25

-

-

25

-

-

25

-

ns

QRR

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

160

-

-

160

-

-

160

-

-

160

-

nC

CJ

VR = 10V, IF = 0A

-

66

-

-

66

-

-

66

-

-

66

-

pF

RθJC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

-

1.5

-

-

1.5

-

-

1.5

-

-

1.5

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). 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

 

+V3

 

 

 

 

V2 AMPLITUDE CONTROLS dIF/dt

 

t1 ³ 5tA(MAX)

 

 

 

L1 = SELF INDUCTANCE OF

R1

Q2

 

 

 

 

t2 > tRR

 

 

 

 

R4 + LLOOP

 

 

 

 

 

 

Q1

 

t3 > 0

 

 

 

 

+V1

 

L1 £ tA(MIN)

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

R4

10

dIF

 

tRR

 

 

LLOOP

IF

 

t2

 

 

dt

tA

tB

 

R2

 

 

 

 

t1

 

DUT

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

t3

 

 

 

 

 

 

0.25 IRM

 

 

 

 

 

 

IRM

 

C1

 

R4

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Q3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-V2

R3

 

-V4

 

 

 

VR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VRM

 

FIGURE 1. tRR TEST CIRCUIT

FIGURE 2. tRR WAVEFORMS AND DEFINITIONS

7-71

 

 

 

RHRP1570, RHRP1580, RHRP1590, RHRP15100

 

 

 

Typical Performance Curves

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+175oC

 

 

 

FORWARD CURRENT (A)

 

 

 

 

 

 

REVERSE CURRENT (μA)

100

 

 

 

 

 

 

 

10

+175oC

+100oC

+25oC

 

 

10

 

 

+100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

,

0.1

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

R

 

 

+25oC

 

 

 

I

1

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5 0

1

2

3

4

5

 

0.01

0

200

400

 

600

800

1000

 

 

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

 

 

 

 

 

75

 

 

 

TC = +25oC

 

150

 

 

 

 

 

TC = +100oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

125

 

 

 

 

 

 

 

(ns)

 

 

 

 

 

(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

TIMES

 

 

tRR

 

 

 

TIMES

 

 

t

 

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

 

RR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

t, RECOVERY

 

 

 

 

 

 

t, RECOVERY

 

 

 

 

 

 

 

30

 

tA

 

 

 

 

 

 

 

tA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

15

 

tB

 

 

 

 

 

 

 

tB

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

5

10

 

 

0

0.5

1

 

 

5

10

 

 

0.5

 

15

 

 

 

 

15

 

 

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

 

 

 

 

200

 

 

 

TC = +175oC

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t, RECOVERY TIMES (ns)

150

 

 

 

 

 

AVERAGE FORWARD CURRENT

12

 

 

 

 

 

 

 

 

tRR

 

 

 

 

 

 

 

 

DC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

SQ. WAVE

 

 

 

 

tA

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

tB

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

F(AV)

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

115

130

 

145

160

175

 

0.5

1

 

5

10

15

 

100

 

 

 

IF , FORWARD CURRENT (A)

 

 

 

 

 

 

TC , CASE TEMPERATURE (oC)

 

 

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

FIGURE 8. CURRENT DERATING CURVE FOR ALL TYPES

 

 

CURRENT AT 175oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRP1570, RHRP1580, RHRP1590, RHRP15100

 

 

Typical Performance Curves (Continued)

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

(pF)

250

 

 

 

 

 

 

 

CAPACITANCE

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

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)]

L

 

 

 

 

 

 

Q1 & Q2 ARE 1000V MOSFETs

Q

R

+

 

 

 

 

 

1

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130Ω

1MΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

DUT

 

 

 

VAVL

 

 

12V

 

 

 

 

 

 

 

 

130Ω

CURRENT

 

 

IL

 

 

 

SENSE

 

I

V

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

12V

 

 

 

 

t0

t1

t2

t

FIGURE 10. AVALANCHE ENERGY TEST CIRCUIT

FIGURE 11. AVALANCHE CURRENT AND VOLTAGE WAVE-

 

 

 

 

 

FORMS

 

 

 

 

 

 

 

7-73

 

 

 

 

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