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motorola / IGBT / mhpm7b20a60arev0

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MOTOROLA

SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA

Order this document by MHPM7B20A60A/D

Hybrid Power Module

Integrated Power Stage for 2.0 hp Motor Drives

This module integrates a 3±phase input rectifier bridge, 3±phase output inverter and brake transistor/diode in a single convenient package. The output inverter utilizes advanced insulated gate bipolar transistors (IGBT) matched with free±wheeling diodes to give optimal dynamic performance. It has been configured for use as a three±phase motor drive module or for many other power switching applications. The top connector pins have been designed for easy interfacing to the user's control board.

Short Circuit Rated 10 μs @ 25°C

Pin-to-Baseplate Isolation Exceeds 2500 Vac (rms)

Convenient Package Outline

UL Recognized and Designed to Meet VDE

Access to Positive and Negative DC Bus

MAXIMUM DEVICE RATINGS (TJ = 25°C unless otherwise noted)

MHPM7B20A60A

Motorola Preferred Device

20 AMP, 600 VOLT

HYBRID POWER MODULE

PLASTIC PACKAGE

CASE 440-01, Style 1

Rating

Symbol

Value

Unit

 

 

 

 

INPUT RECTIFIER BRIDGE

 

 

 

 

 

 

 

Repetitive Peak Reverse Voltage

VRRM

600

V

Average Output Rectified Current (1)

IO

20

A

Peak Non-repetitive Surge Current

IFSM

240

A

OUTPUT INVERTER

 

 

 

 

 

 

 

IGBT Reverse Voltage

VCES

600

V

Gate-Emitter Voltage

VGES

± 20

V

Continuous IGBT Collector Current

IC

20

A

Peak IGBT Collector Current ± (PW = 1.0 ms) (2)

IC(pk)

40

A

Continuous Free-Wheeling Diode Current

IF

20

A

Peak Free-Wheeling Diode Current ± (PW = 1.0 ms) (2)

IF(pk)

40

A

IGBT Power Dissipation

PD

78

W

Free-Wheeling Diode Power Dissipation

PD

39

W

IGBT Junction Temperature Range

TJ

± 40 to +125

°C

Free-Wheeling Diode Junction Temperature Range

TJ

± 40 to +125

°C

(1) 1 cycle = 50 or 60 Hz

(2) 1 ms = 1.0% duty cycle

Preferred devices are Motorola recommended choices for future use and best overall value.

Motorola, Inc. 1995

MOTOROLA

1

MAXIMUM DEVICE RATINGS (continued) (TJ = 25°C unless otherwise noted)

Rating

Symbol

Value

Unit

 

 

 

 

BRAKE CIRCUIT

 

 

 

 

 

 

 

IGBT Reverse Voltage

VCES

600

V

Gate-Emitter Voltage

VGES

± 20

V

Continuous IGBT Collector Current

IC

20

A

Peak IGBT Collector Current (PW = 1.0 ms) (2)

IC(pk)

40

A

IGBT Power Dissipation

PD

78

W

 

 

 

 

Diode Reverse Voltage

VRRM

600

V

Continuous Output Diode Current

IF

20

A

Peak Output Diode Current (PW = 1.0 ms) (2)

IF(pk)

40

A

TOTAL MODULE

 

 

 

 

 

 

 

Isolation Voltage ± (47±63 Hz, 1.0 Minute Duration)

VISO

2500

VAC

Ambient Operating Temperature Range

TA

± 40 to + 85

°C

Operating Case Temperature Range

TC

± 40 to + 90

°C

Storage Temperature Range

Tstg

± 40 to +150

°C

Mounting Torque

±

6.0

lb±in

 

 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TJ = 25°C unless otherwise noted)

Characteristic

Symbol

Min

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

INPUT RECTIFIER BRIDGE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reverse Leakage Current (VRRM = 600 V)

IR

±

10

50

μA

Forward Voltage (IF = 20 A)

VF

±

1.1

1.5

V

Thermal Resistance (Each Die)

RθJC

±

±

2.9

°C/W

OUTPUT INVERTER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gate-Emitter Leakage Current (VCE = 0 V, VGE = ± 20 V)

IGES

±

±

± 20

μA

Collector-Emitter Leakage Current (VCE = 600 V, VGE = 0 V)

ICES

 

 

 

 

TJ = 25°C

 

±

±

200

μA

TJ = 125°C

 

±

±

1.0

mA

Gate-Emitter Threshold Voltage (VCE = VGE, IC = 1.0 mA)

VGE(th)

4.0

6.0

8.0

V

Collector-Emitter Breakdown Voltage (IC = 10 mA, VGE = 0)

V(BR)CES

600

700

±

V

Collector-Emitter Saturation Voltage (IC = 20 A, VGE = 15 V)

VCE(SAT)

±

2.5

3.5

V

Input Capacitance (VGE = 0 V, VCE = 10 V, f = 1.0 MHz)

Cies

±

4400

±

pF

Input Gate Charge (VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V)

QT

±

145

±

nC

Fall Time ± Inductive Load

tfi

 

 

 

 

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

±

250

500

ns

Turn-On Energy

E(on)

±

±

2.5

mJ

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

 

 

 

 

Turn-Off Energy

E(off)

±

±

2.5

mJ

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

 

 

 

 

Diode Forward Voltage (IF = 20 A, VGE = 0 V)

VF

±

1.3

2.0

V

Diode Reverse Recovery Time

trr

 

 

 

 

(IF = 20 A, V = 300 V, dI/dt = 50 A/μs)

 

±

170

200

ns

Diode Stored Charge (IF = 20 A, V = 300 V, di/dt = 50 A/μs)

Qrr

±

450

600

nC

Thermal Resistance ± IGBT (Each Die)

RθJC

±

±

1.5

°C/W

Thermal Resistance ± Free-Wheeling Diode (Each Die)

RθJC

±

±

2.9

°C/W

(2) 1.0 ms = 1.0% duty cycle

 

 

 

 

 

MHPM7B20A60A

MOTOROLA

2

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (TJ = 25°C unless otherwise noted)

Characteristic

Symbol

Min

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

BRAKE CIRCUIT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gate-Emitter Leakage Current (VCE = 0 V, VGE = ± 20 V)

IGES

±

±

± 20

μA

Collector-Emitter Leakage Current (VCE = 600 V, VGE = 0 V)

ICES

 

 

 

 

TJ = 25°C

 

±

±

100

μA

TJ = 125°C

 

±

±

2.0

mA

Gate-Emitter Threshold Voltage (VCE = VGE, IC = 1.0 mA)

VGE(th)

4.0

6.0

8.0

V

Collector-Emitter Breakdown Voltage (IC = 10 mA, VGE = 0)

V(BR)CES

600

700

±

V

Collector-Emitter Saturation Voltage (VGE = 15 V, IC = 20 A)

VCE(SAT)

±

2.5

3.5

V

Input Capacitance (VGE = 0 V, VCE = 25 V, f = 1.0 MHz)

Cies

±

4400

±

pF

Input Gate Charge (VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V)

QT

±

145

±

nC

Fall Time ± Inductive Load

tfi

 

 

 

 

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

±

250

500

ns

Turn-On Energy

E(on)

 

 

 

 

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

±

±

2.5

mJ

Turn-Off Energy

E(off)

 

 

 

 

(VCE = 300 V, IC = 20 A, VGE = 15 V, RG = 150 Ω)

 

±

±

2.5

mJ

Diode Forward Voltage (IF = 20 A)

VF

±

1.3

2.0

V

Diode Reverse Leakage Current

IR

±

±

50

μA

Thermal Resistance ± IGBT

RθJC

±

±

1.5

°C/W

Thermal Resistance ± Diode

RθJC

±

±

2.9

°C/W

MOTOROLA

MHPM7B20A60A

 

3

4

MHPM7B20A60A

Schematic Stage Power Integrated .1 Figure

MOTOROLA

 

 

 

1

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1

P2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1

 

Q3

 

Q5

 

 

 

 

9

 

D1

11

D3

13

D5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G1

 

 

G3

 

G5

 

 

 

 

 

E1

 

 

E3

 

E5

 

 

 

 

 

8

 

 

10

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

20

24

R

 

 

 

 

 

 

 

V

19

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

S

 

21

 

 

 

 

 

W

18

22

T

 

Q7

 

Q2

 

Q4

 

Q6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

16

 

D2

17

D4

14

D6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G7

G2

 

 

G4

 

G6

 

 

 

N1

N2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NC

2

 

 

 

DEVICE INTEGRATION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NC

 

 

3

These pins are physical

 

 

 

 

 

 

 

= PIN NUMBER IDENTIFICATION

 

terminations but not

3±Phase

Brake

3±Phase

 

NC

 

 

4

connected internally.

Input

Output

 

 

IGBT/

 

 

 

 

 

Rectifier

IGBT/Diode

 

 

 

 

 

Diode

NC

 

 

5

 

Bridge

Bridge

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Typical Characteristics

I F , FORWARD CURRENT (A)

50

45

40

35

30

25

TJ = 125°C

20

25°C

15

10

5

0

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 VF, FORWARD VOLTAGE (V)

Figure 2. Input Bridge Forward Current IF versus Forward Voltage VF

I F , FORWARD CURRENT (A)

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =

125°C

 

 

 

 

 

25°C

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

0

VF, FORWARD VOLTAGE (V)

Figure 3. Output Inverter Forward Current IF versus Forward Voltage VF

(A)

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REVERSEPEAKRECOVERY CURRENT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =

125°C

 

rr

 

trr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

REVERSERECOVERYTIMEt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =

125°C

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Irr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

±di/dt

= 50 A/μs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

10

15

20

25

 

0

IF, FORWARD CURRENT (A)

Figure 4. Output Inverter Reverse Recovery trr, Irr versus Forward Current IF

I C , COLLECTOR CURRENT (A)

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =

25°C

 

 

 

VGE = 18

V

12

V

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 V

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 V

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

4

5

0

 

VCE, COLLECTOR±EMITTER VOLTAGE (V)

Figure 5. Output Inverter Collector Currrent IC versus Collector±Emitter Voltage VCE

IC, COLLECTOR CURRENT (A)

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =

°

 

 

 

 

VGE = 18

V

12V

 

 

 

 

I =

10 A

 

 

 

40 A

 

 

 

 

 

T

J

=

25°C

 

45

125 C

 

 

 

 

 

 

(V)

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 V

 

 

VOLTAGE

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EMITTER

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COLLECTOR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

1

2

3

4

 

5

8

 

 

10

12

14

 

16

 

18

 

 

 

VCE, COLLECTOR±EMITTER VOLTAGE (V)

 

 

 

 

 

 

 

 

VGE, GATE±EMITTER VOLTAGE (V)

 

 

 

 

 

 

 

Figure 6. Ouput Inverter Collector Current IC

 

 

 

Figure 7. Inverter Collector±Emitter Voltage VCE

 

 

versus Collector±Emitter Voltage VCE

 

 

 

 

 

 

versus Gate±Emitter Voltage VGE

 

 

 

 

MOTOROLA

MHPM7B20A60A

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Typical Characteristics

 

 

 

 

(V)

450

 

 

 

 

 

 

 

18

 

1000

V

 

= 300 V

 

°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CE

 

 

 

VOLTAGEEMITTER-COLLECTOR

100

 

 

 

 

 

 

TJ = 25°C

4

V

J)(ENERGYSWITCHINGμ

 

 

 

TJ =125 C

 

 

 

400

400 V

 

 

 

 

 

 

16

 

 

VGE = 15 V

 

 

 

 

 

350

 

 

 

 

 

 

14

(V)

 

RG = 10 Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400 V

 

 

 

 

 

 

 

250

 

 

 

 

300 V

 

 

10VOLTAGE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

300 V

 

 

200 V

 

 

12

 

 

 

 

 

 

25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

200 V

 

 

 

 

 

 

8

GATE

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

6

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

IC = 20 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CE

50

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

20

40

60

80

100

120

140

0

 

10

 

 

5

10

15

20

25

 

0

160

 

0

 

 

 

 

 

 

QG, GATE CHARGE (nC)

 

 

 

 

 

 

 

IC, COLLECTOR CURRENT (A)

 

 

Figure 8. Gate±to-Emitter Voltage versus

Figure 9. Inverter Switching Energy E(off) versus

Gate Charge

Collector Current IC

10000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCE = 300 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGE = 15 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(μJ)

 

 

IC = 20 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ENERGY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SWITCHING

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

1000

 

10

 

 

 

 

 

 

RG, GATE RESISTANCE (Ω)

Figure 10. Inverter Switching Energy E(off) versus Gate Resistance RG

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TIME (ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t(off)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td

 

 

SWITCHING

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VGE = 15

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCE = 300

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RG = 10 Ω

 

 

 

 

 

 

tf

 

 

 

 

TJ = 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

10

15

20

25

0

IC, COLLECTOR CURRENT (A)

Figure 11. Inverter Switching Time td, tf, t(off) versus Collector Current IC

1000

 

 

 

 

 

10000

 

 

 

 

 

 

 

 

t(off)

 

VCE = 300 V

 

 

 

 

 

 

 

V

GE

= 15 V

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(off)

 

 

 

 

 

 

IC = 20 A

 

td

TIMESWITCHING(ns)

VCE = 300 V

 

 

 

 

TJ = 25°C

 

tf

 

 

td

 

TIMESWITCHING(ns)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tf

 

1000

 

 

 

 

 

VGE = 15 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RG = 10 Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

TJ = 125°C

 

 

 

 

100

 

 

 

 

5

10

15

20

25

 

 

100

1000

0

10

 

 

 

 

IC, COLLECTOR CURRENT (A)

 

 

 

 

 

RG, GATE RESISTANCE (Ω)

 

Figure 12. Inverter Switching Time td, tf, t(off)

Figure 13. Inverter Switching Time td,tf, t(off)

versus Collector Current IC

versus Gate Resistance RG

 

 

MHPM7B20A60A

MOTOROLA

6

 

Typical Characteristics

10000

VCE = 300 V

 

 

 

t(off)

 

 

VGE = 15 V

 

 

IC = 20 A

t

 

 

TJ = 125°C

d

TIME (ns)

 

 

 

 

tf

SWITCHING

1000

 

 

 

 

 

100

100

1000

 

10

RG, GATE RESISTANCE (Ω)

Figure 14. Inverter Switching Time td, tf, t(off)

versus Gate Resistance RG

SWITCHING TIME (ns)

200

175

150

125

100

75

50

25

0

0

VCE = 300 V

VGE = 15 V

RG = 10 Ω

TJ =125°C

25°C

5

10

15

20

25

IC, COLLECTOR CURRENT (A)

Figure 15. Inverter Switching Time tr

versus Collector Current IC

10000

VCE = 300 V

 

10000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cies

 

 

 

 

 

 

VGE = 15 V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IC = 20 A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SWITCHING TIME (ns)

 

25°C

 

CAPACITANCE (pF)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TJ =125°C

 

 

 

 

 

 

 

Coes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cres

 

 

 

 

 

10

100

1000

 

10

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

 

10

 

0

 

 

RG, GATE RESISTANCE (Ω)

 

 

 

 

VCE, COLLECTOR±EMITTER VOLTAGE (V)

 

 

Figure 16. Inverter Switching Time tr

Figure 17. Output Inverter Capacitance versus

versus Gate Resistance RG

Collector Voltage VCE

C

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THERMALTRANSIENTEFFECTIVE

(NORMALIZED)RESISTANCE

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

COLLECTOR,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+V

GE = 15

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

±V

GE = 0

V

 

 

 

 

 

 

 

r(t),

 

 

 

RG

= 150

Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

TJ

= 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.001

 

0

200

400

600

800

1000

 

1

VCE, COLLECTOR±EMITTER VOLTAGE (V)

Figure 18. Output Inverter Reversed Biased

Safe Operating Area

DIODE

IGBT

10

100

1000

 

t, TIME (ms)

 

Figure 19. Transient Thermal Resistance

MOTOROLA

MHPM7B20A60A

 

7

PACKAGE DIMENSIONS

E

C

V

 

K

 

 

 

 

AB

 

AE

 

 

 

AA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC

 

 

 

AF

 

9 PL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

 

3 PL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DETAIL Z

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

N

 

G

 

AH

 

 

 

 

2 PL

 

 

 

 

 

W

 

1

 

2 PL

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

2 PL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

S

R

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NOTES:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y14.5M, 1982.

 

 

 

Y

 

25

 

 

 

 

18

 

 

X

2.

CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETER.

 

 

 

AG

 

 

 

 

 

3.

LEAD LOCATION DIMENSIONS (ie: M, B. AA...)

4 PL

 

 

 

 

 

 

 

 

4 PL

ARE TO THE CENTER OF THE LEAD.

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MILLIMETERS

INCHES

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIM

MIN

MAX

MIN

MAX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

97.54

98.55

3.840

3.880

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

52.45

53.47

2.065

2.105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

14.60

15.88

0.575

0.625

 

H

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

D

0.43

0.84

0.017

0.033

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

10.80

12.06

0.425

0.475

 

 

 

 

 

25 PL

 

 

 

 

 

 

7 PL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

0.94

1.35

0.037

0.053

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

1.60

2.21

0.063

0.087

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

8.58

9.19

0.338

0.362

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

0.30

0.71

0.012

0.028

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

18.80

20.57

0.74

0.81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

19.30

20.32

0.760

0.800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

38.99

40.26

1.535

1.585

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

9.78

11.05

0.385

0.435

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

82.55

83.57

3.250

3.290

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

4.01

4.62

0.158

0.182

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

R

26.42

27.43

1.040

1.080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

12.06

12.95

0.475

0.515

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

4.32

5.33

0.170

0.210

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

86.36

87.38

3.400

3.440

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

14.22

15.24

0.560

0.600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

7.62

8.13

0.300

0.320

 

 

 

 

DETAIL Z

 

 

 

 

 

 

X

6.55

7.16

0.258

0.282

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

2.49

3.10

0.098

0.122

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AA

2.24

2.84

0.088

0.112

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

7.32

7.92

0.288

0.312

STYLE 1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC

4.78

5.38

0.188

0.212

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

8.58

9.19

0.338

0.362

PIN 1.

P1

PIN 6.

N2

PIN 11.

G3

PIN 16.

G2

PIN 21.

B

 

 

2.

7.

P2

12.

K5

17.

G4

22.

T

 

 

AE

6.05

6.65

0.238

0.262

3.

T+

8.

K1

13.

G5

18.

W

23.

S

 

 

AF

4.78

5.38

0.188

0.212

4.

I+

9.

G1

14.

G6

19.

V

24.

R

 

 

AG

69.34

70.36

2.730

2.770

5.

10.

K3

15.

G7

20.

U

25.

N1

 

 

AH

±±±

5.08

±±±

0.200

CASE 440-01

ISSUE O

MHPM7B20A60A

MOTOROLA

8

 

Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation consequential or incidental damages. ªTypicalº parameters can and do vary in different applications. All operating parameters, including ªTypicalsº must be validated for each customer application by customer's technical experts. Motorola does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part. Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer.

MOTOROLA

MHPM7B20A60A

 

9

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JAPAN: Nippon Motorola Ltd.; Tatsumi±SPD±JLDC, Toshikatsu Otsuki,

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6F Seibu±Butsuryu±Center, 3±14±2 Tatsumi Koto±Ku, Tokyo 135, Japan. 03±3521±8315

MFAX: RMFAX0@email.sps.mot.com ±TOUCHTONE (602) 244±6609

HONG KONG: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park,

INTERNET: http://Design±NET.com

51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852±26629298

 

 

 

 

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10

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