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harris / HF_SDIOD / RHRP1540

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

April 1995

RHRP1540, RHRP1550, RHRP1560

15A, 400V - 600V Hyperfast Diodes

Features

Hyperfast with Soft Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . <35ns

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

Reverse Voltage Up To . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600V

Avalanche Energy Rated

Planar Construction

Applications

Switching Power Supplies

Power Switching Circuits

General Purpose

Description

RHRP1540, RHRP1550 and RHRP1560 (TA49061) are hyperfast diodes with soft recovery characteristics (tRR < 35ns). They have half the recovery time of ultrafast diodes and are silicon nitride passivated ion-implanted 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

 

 

 

RHRP1540

TO-220AC

RHRP1540

 

 

 

RHRP1550

TO-220AC

RHRP1550

 

 

 

RHRP1560

TO-220AC

RHRP1560

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

RHRP1540

RHRP1550

RHRP1560

UNITS

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

. . VRRM

400

500

600

V

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

. . VRWM

400

500

600

V

DC Blocking Voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

VR

400

500

600

V

Average Rectified Forward Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . .IF(AV)

15

15

15

A

(TC = +140oC)

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . IFSM

30

30

30

A

(Square Wave, 20kHz)

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . IFSM

200

200

200

A

(Halfwave, 1 Phase, 60Hz)

 

 

 

 

 

 

 

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

. . . . .

PD

100

100

100

W

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

. . . EAVL

20

20

20

mj

Operating and Storage Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

T

, T

J

-65 to +175

-65 to +175

-65 to +175

oC

 

STG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © Harris Corporation 1995

 

 

 

 

 

File Number

3685.1

 

7-66

 

 

 

 

 

Specifications RHRP1540, RHRP1550, RHRP1560

Electrical Specifications

TC = +25oC, Unless Otherwise Specified

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LIMITS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RHRP1540

 

 

 

RHRP1550

 

 

RHRP1560

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SYMBOL

 

 

TEST CONDITION

MIN

 

TYP

 

MAX

 

MIN

 

TYP

 

MAX

MIN

 

TYP

 

MAX

UNITS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VF

IF = 15A, TC = +25oC

-

 

-

 

2.1

 

-

 

-

 

2.1

-

 

-

 

2.1

V

 

 

I = 15A, T

C

= +150oC

-

 

-

 

1.7

 

-

 

-

 

1.7

-

 

-

 

1.7

V

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

R

V

R

= 400V, T

= +25oC

-

 

-

 

100

 

-

 

-

 

-

-

 

-

 

-

μA

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 500V, T

= +25oC

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

100

-

 

-

 

-

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 600V, T

= +25oC

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

-

 

-

 

100

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

R

V

R

= 400V, T

= +150oC

-

 

-

 

500

 

-

 

-

 

-

-

 

-

 

-

μA

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 500V, T

= +150oC

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

500

-

 

-

 

-

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

R

= 600V, T

= +150oC

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

-

 

-

 

500

μA

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tRR

IF = 1A, dIF/dt = 100A/μs

-

 

-

 

35

 

-

 

-

 

35

-

 

-

 

35

ns

 

 

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

 

-

 

40

 

-

 

-

 

40

-

 

-

 

40

ns

tA

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

 

20

 

-

 

-

 

20

 

-

-

 

20

 

-

ns

tB

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

 

15

 

-

 

-

 

15

 

-

-

 

15

 

-

ns

QRR

IF = 15A, dIF/dt = 100A/μs

-

 

40

 

-

 

-

 

40

 

-

-

 

40

 

-

nC

CJ

VR = 10V, IF = 0A

-

 

60

 

-

 

-

 

60

 

-

-

 

60

 

-

pF

RθJC

 

 

 

 

 

 

-

 

-

 

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 (See 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

7-67

RHRP1540, RHRP1550, RHRP1560

Typical Performance Curves

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENTFORWARD,

 

o

+100oC

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

+175 C

+25 C

 

 

 

 

I

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

0.5

 

 

 

 

2

2.5

3

 

0

 

1

 

 

1.5

 

 

 

 

VF , FORWARD VOLTAGE (V)

 

 

FIGURE 3. TYPICAL FORWARD CURRENT vs FORWARD

 

 

 

VOLTAGE DROP

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

TC = +25oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ns)

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TIMES

30

 

 

 

 

tRR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RECOVERYt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

tA

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tB

 

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

5

10

15

 

0.5

 

 

 

 

 

IF , FORWARD CURRENT (A)

FIGURE 5. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD CURRENT AT +25oC

 

1000

+175oC

 

 

μA)

100

 

(

 

 

CURRENT

10

+100oC

 

 

 

REVERSE,

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

0.1

 

 

+25oC

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

0.01

100

200

300

400

 

 

 

0

500

600

 

 

 

VR , REVERSE VOLTAGE (V)

 

 

FIGURE 4. TYPICAL REVERSE CURRENT vs REVERSE VOLTAGE

TC = +100oC

 

100

 

 

 

 

(ns)

80

 

 

 

 

 

 

tRR

 

 

TIMES

 

 

 

 

60

 

 

 

 

RECOVERYt,

 

 

 

 

20

 

tA

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

tB

 

 

 

0

1

5

10

15

 

0.5

IF , FORWARD CURRENT (A)

FIGURE 6. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD CURRENT AT +100oC

TC = +175oC

 

175

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

(ns)

125

 

tRR

 

 

TIMES

 

 

 

100

 

 

 

 

RECOVERY

 

 

 

 

75

 

tA

 

 

 

 

 

tB

 

 

 

50

 

 

 

 

t,

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

5

10

15

 

0.5

IF , FORWARD CURRENT (A)

FIGURE 7. TYPICAL tRR, tA AND tB CURVES vs FORWARD CURRENT AT +175oC

(A)

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT

 

 

 

 

DC

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

FORWARD

 

 

SQ. WAVE

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

AVERAGE,

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(AV)

0

 

 

 

 

 

I

115

130

145

160

175

 

100

TC , CASE TEMPERATURE (oC)

FIGURE 8. CURRENT DERATING CURVE FOR ALL TYPES

7-68

 

 

RHRP1540, RHRP1550, RHRP1560

 

 

 

Typical Performance Curves (Continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

175

 

 

 

 

 

 

 

 

(pF)

150

 

 

 

 

 

 

 

 

CAPACITANCE

125

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

, JUNCTION

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

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)]

 

R

 

 

 

 

 

 

Q1 and Q2 ARE 1000V MOSFETS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

130Ω

 

1MΩ

 

 

 

 

VAVL

 

 

 

 

 

DUT

 

 

 

 

 

 

 

 

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12V

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL

 

 

 

 

 

CURRENT

-

I

V

 

 

 

130Ω

 

 

SENSE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12V

 

 

 

 

 

t0

t1

t2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FIGURE 10. AVALANCHE ENERGY TEST CIRCUIT

 

FIGURE 11. AVALANCHE CURRENT AND VOLTAGE

 

 

 

 

 

 

 

WAVEFORMS

 

 

 

 

 

 

 

7-69

 

 

 

 

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