H04-004-07
Fuji Electric Co.,Ltd.
Matsumoto Factory
SPECIFICATION
Device Name :
Type Name :
Spec. No. :
IGBT - IPM
6MBP150RTJ060
M S 6 M 0 6 7 7
122
MS6M 0677
J a n . 2 9 ‘ 0 3 N.Matsuda
K.Yamada
T . F u j i h i r a
Nishiura a
J a n . 2 9 ‘ 0 3
J a n . - 2 9 - ‘ 0 3
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H04-004-06
R e v i s e d R e c o r d s
Date Classi-
f i c a t i o n I n d . Content Applied
date Drawn Checked Approved
enactment I s s u e d
date
MS6M 0677 2 22
K.Yamada
J a n . - 2 9 - ’ 0 3 T . F u j i h i r aN.Matsuda A.Nishiura
K.Yamada
M a y . -1 9 - ’0 3 T . F u j i h i r aN.Matsuda
Rev is i o n a Reliability Test Items
a
T . M i y a s a k a
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H04-004-03
22
MS6M 0677 a
3
1. Package Outline Drawings a
P
N
W
V
U
B
109
95
13.8
3.22
8 8
74
202017
102
0.5
2426260.5
8
2 2
±0.3
±0.15
±1
±0.3
±0.3
-0.3
+1.0
6-M5
4-φ5.5
-0.2
+1.0
17
-0.3
+1.0
-0.3
+0.6
□0.5
3.22
2
2
2 2 2
4.5
φ2.5
0.1 max
10
8
1
2
(φ1～1.5)
(1～2)
2-φ2.519-□0.5
6
10
6
10
6
1012
2
66.44
±0.3
±1
±0.3
±0.15 ±0.15
±0.2 ±0.2 ±0.2 ±0.25
±0.1
177
92 2
31
12.5
±0.3
±0.1
±0.1
±0.1
±0.3
Details of control terminals
Indication of Lot No.
Odered No. in monthly
Manufactured month
Last digit of manufactured year
(Jan.～Sep.:1～9,Oct.:O,Nov.:N,Dec.:D)
Lot No.
Dimensions in mm
1
Package type :P621
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MS6M 0677 a
4
2. Pin Descriptions
Main circuit
Description
Positive input supply voltage.
Output (U).
Output (V).
Output (W).
Negative input supply voltage.
No contact.
Control circuit
No Symbol Description
1 GNDU High side ground (U).
2 ALMU Alarm signal output (U).
3 VinU Logic input for IGBT gate drive (U).
4 VccU High side supply voltage (U).
5 GNDV High side ground (V).
6 ALMV Alarm signal output (V).
7 VinV Logic input for IGBT gate drive (V).
8 VccV High side supply voltage (V).
9 GNDW High side ground (W).
10 ALMW Alarm signal output (W).
11 VinW Logic input for IGBT gate drive (W).
12 VccW High side supply voltage (W).
13 GND Low side ground.
14 Vcc Low side supply voltage.
15 VinDB No contact.
16 VinX Logic input for IGBT gate drive (X).
17 VinY Logic input for IGBT gate drive (Y).
18 VinZ Logic input for IGBT gate drive (Z).
19 ALM Low side alarm signal output.
B
W
N
Symbol
P
U
V
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MS6M 0677 a
5
3. Block Diagram
Pre-drivers include following functions
1.Amplifier for driver
2.Short circuit protection
3.Under voltage lockout circuit
4.Over current protection
5.IGBT chip over heating protection
UUU
VVV
WWW
VVVcccccc
VVViiinnnXXX
GGGNNNDDD
VVViiinnnYYY
VVViiinnnZZZ
AAALLLMMM
BBB
NNN
VVViiinnnDDDBBB
VVVccccccWWW
AAALLLMMMWWW
GGGNNNDDDWWW
VVVccccccVVV
AAALLLMMMVVV
GGGNNNDDDVVV
PPP
VVVccccccUUU
AAALLLMMMUUU
GGGNNNDDDUUU
VVViiinnnUUU
VVViiinnnVVV
VVViiinnnWWW
PPPrrreee --- DDDrrriiivvveeerrr
PPPrrreee--- DDDrrriiivvveeerrr
PPPrrreee--- DDDrrriiivvveeerrr
PPPrrreee--- DDDrrriiivvveeerrr
PPPrrreee--- DDDrrriiivvveeerrr
PPPrrreee--- DDDrrriiivvveeerrr
VVVzzz
RRR
AAALLLMMM 111...555kkk
RRR
AAALLLMMM 111...555kkk VVVzzz
RRR
AAALLLMMM 111...555kkk VVVzzz
VVVzzz
VVVzzz
VVVzzz
R R R AAALLLMMM 111...555kkk
OOOvvveeerrr hhheeeaaatttiiinnnggg ppprrrooottteeeccctttiiiooonnn
ccciiirrrcccuuuiiittt
NNNCCC
444
111222
333
222
111
888
777
666
555
111111
111000
999
111444
111666
111333
111777
111888
111555
111999
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MS6M 0677 a
6
4. Absolute Maximum Ratings
Tc=25°C unless otherwise specified. Symbol Min. Max. Units
Bus Voltage DC VDC 0 450 V
(between terminal P and N) Surge VDC(surge) 0 500 V
Short operating Vsc 200 400 V
Collector-Emitter Voltage *1 Vces 0 600 V
DC Ic - 150 A
Collector Current 1ms Icp - 300 A
Duty=68.2% *2 -Ic - 150 A
Collector Power Dissipation One transistor *3 Pc - 431 W
Supply Voltage of Pre-Driver *4 Vcc -0.5 20 V
Input Signal Voltage *5 Vin -0.5 Vcc+0.5 V
Input Signal Current Iin - 3 mA
Alarm Signal Voltage *6 VALM -0.5 Vcc V
Alarm Signal Current *7 ＩALM - 20 mA
Junction Temperature Tj - 150 °C
Operating Case Temperature Topr -20 100 °C
Storage Temperature Tstg -40 125 °C
Isolating Voltage
(Terminal to base, 50/60Hz sine wave 1min.)
Terminal (M5)
Mounting (M5)
Note*1 : Vces shall be applied to the input voltage between terminal P and U or Ｖor W,
N and U or V or W .
*2 : 125°C/FWD Rth(j-c)/(Ic×VF MAX)=125/0.47/(150×2.6)×100=68.2%
*3 : Pc=125°C/IGBT Rth(j-c)=125/0.29=431W [Inverter]
*4 : VCC shall be applied to the input voltage between terminal No.4 and 1, 8 and 5,
12 and 9, 14 and 13.
*5 : Vｉ ｎ shall be applied to the input voltage between terminal No.3 and 1, 7 and 5, 11 and 9,
16,17,18 and 13.
*6 : Ｖ Ａ Ｌ Ｍ shall be applied to the voltage between terminal No.2 and 1, No6 and 5,
No10 and 9, No.19 and 13.
*7 : Ｉ Ａ Ｌ Ｍ shall be applied to the input current to terminal No.2,6,10 and 19.
NmScrew Torque - - 3.5
V
Items
Viso - AC2500
Inverter
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MS6M 0677 a
7
5. Electrical Characteristics
Tj=25°C, Vcc=15V unless otherwise specified.
5.1 Main circuit
Symbol Min. Typ. Max. Units
Collector Current ＶＣ Ｅ =600V
at off signal input Vin terminal open.
Collector-Emitter Iｃ=150A Terminal - - 2.3 Ｖ
saturation voltage Chip - 1.8 - V
-Iｃ=150A Terminal - - 2.6 Ｖ
Chip - 1.6 - V
Turn-on time ton VDC=300V, Tj=125°C 1.2 - -
Turn-off time toff Ic=150A Fig.1, Fig.6 - - 3.6 s
VDC=300V
IF=150A Fig.1, Fig.6
internal wiring
Maximum AvalancheEnergy PAV inductance=50nH 170 - - mJ
Main circuit wiring
inductance=54nH
5.2 Control circuit
Symbol Min. Typ. Max. Units
Supply current Switching Frequency
Supply current Iccn Tc=-20~125°C Fig.7
ON 1.00 1.35 1.70
OFF 1.25 1.60 1.95
Input Zener Voltage Vz Rin=20kΩ- 8.0 - V
Tc=-20°C Fig.2 1.1 - -
Alarm Signal Hold Time tALM Tc=25°C Fig.2 - 2.0 - ms
Tc=125°C Fig.2 - - 4.0
Current Limit Resistor RALM Alarm terminal 1425 1500 1575 Ω
: 0~15kHz
Item Conditions
Item Conditions
(A non-repetition)
Reverse recovery time
Forward voltage of FWD
ICES
VCE(sat)
V
mA
mA- - 18
- - 65
Vin(th)Input signal threshold voltage
of N-side pre-driver
of P-side pre-driver (one unit) Iccp
trr
mA
0.3--
VF
- - 1.0
Inverter
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8
5.3 P rotection Section (V cc=1 5V)
Symbol Conditions Min. Typ. Max. Units
Over Current Protection Level Ioc Tj=125°C 225 - - A
of Inverter circuit
Over Current Protection Delay time tdoc Tj=125°C - 5 - s
SC Protection Delay time tsc Tj=125°C Fig.4 - - 8 s
IGBT Chips Over Heating TjOH Surface 150 - - °C
Protection Temperature Level of IGBT Chips
Over Heating Protection Hysteresis TjH - 20 - °C
Over Heating Protection TcOH VDC=0V, Ic=0A 110 - 125 °C
Protection Temperature Level Case Temperature
Over Heating Protection Hysteresis TcH - 20 - °C
Under Voltage Protection Level VUV 11.0 - 12.5 V
Under Voltage Protection Hysteresis VH 0.2 0.5 -
6. Thermal Characteristics (Tc=25°C)
Symbol Min. Typ. Max. Units
Junction to Case Inverter IGBT Rth(j-c) - - 0.29 °C/W
Thermal Resistance *8 FWD Rth(j-c) - - 0.47
Case to Fin Thermal Resistance with Compound Rth(c-f) - 0.05 -
*8 : ( For 1device , Case is under the device )
7. Noise Immunity (Vdc=300V, Vcc=15V, Test Circuit Fig 5.)
Item Min. Typ. Max. Units
Common mode Pulse width 1us,polarity ±,10 minuets ±2.0 - - kV
rectangular noise Judge : no over-current, no miss operating
Common mode Rise time 1.2us,Fall time 50 s Interval 20s,10 times ±5.0 - - kV
lightning surge Judge : no over-current, no miss operating
8. Recommended Operating Conditions
Symbol Min. Typ. Max. Units
DC Bus Voltage VDC - - 400 V
Power Supply Voltage of Pre-Driver Vcc 13.5 15.0 16.5 V
Screw Torque (M5) - 2.5 - 3.0 Nm
9. Weight
Symbol Min. Typ. Max. Units
Weight Wt - 450 - g
Item
Item
Item
Conditions
Item
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MS6M 0677 a
9
９０％
Ｏｎ
ｔｏｎ
Ｖｉｎ
Ｉｃ
ｔｒｒ
Ｖｉｎ（ｔｈ）
Ｖｉｎ（ｔｈ）
９０％
５０％
ｔｏff
1０％
/Vin
Vge (Inside IPM)
Fault (Inside IPM)
/ALM
Gate Off
on
Gate On
2ms(typ.)
off
normal
tALMtALM＞Max. tALM＞Max.
off
Fault：Over-current,Over-heat or Under-voltage
on
① ② ③
alarm
Figure 1. Switching Time Waveform Definitions
Figure 2. Input/Output Timing Diagram
Figure 3. Over-current Protection Timing Diagram
on
/Vin
Ic
/ALM ＜tdoc
Ioc
off
alarm
①
on
tdoc
②
Necessary conditions for alarm reset (refer to ①to ③in figure2.)
①This represents the case when a failure-causing Fault lasts for a period more than tALM.
The alarm resets when the input Vin is OFF and the Fault has disappeared.
②This represents the case when the ON condition of the input Vin lasts for a period more
than tALM. The alarm resets when the Vin turns OFF under no Fault conditions.
③This represents the case when the Fault disappears and the Vin turns OFF within tALM.
The alarm resets after lasting for a period of the specified time tALM.
When a collector current over the OC level flows and the OFF command is input within
a period less than the trip delay time tdoc, the current is hard-interrupted and no alarm
is output.
When a collector current over the OC level flows for a period more than the trip delay
time tdoc, the current is soft-interrupted. If this is detected at the lower arm IGBTs,
an alarm is output.
Period ①:
Period ②:
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MS6M 0677 a
1 0
Ic Ic I c
IALMIALM
IALM
t
S C
Figure.4 Definition of tsc
Figure 5. Noise Test Circuit
Figure 6. Switching Characteristics Test Circuit
Figure 7. Icc Test Circuit
VccU
DC
15V
+
IPM
P
U
V
W
N
20k
VinU
GNDU
SW1
Vcc
DC
15V
20k
VinX
GND
SW2
Cooling
Fin
Earth
AC200V
4700p
Noise
CT
VVVcccccc
VVViiinnn
GGGNNNDDD
DDDCCC
111555VVV
DDDCCC
333000000VVV
NNN
+++
LLL
IIIPPPMMM
IIIccc
PPP
HHHCCCPPPLLL---
444555000444
222000kkk
AVcc
Vin
GND
Icc P
U
V
W
N
P.G
+8V
fsw
IPM
DC
15V
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1 1
Input Output
(Vin) (IGBT)
Low ON
High OFF
10. Truth table
10.1 IGBT Co n tro l
The following table shows the IGBT ON/OFF status with respect to the input signal Vin.
T h e IG B T tu r n - o n w h e n V i n is a t “ L o w ” l e v e l u n d e r n o a l a r m c o n d i tio n .
10.2 Fault Detection
(1) When a fault is detected at the high side, only the detected arm stops its output.
A t t h a t t im e th e IP M d o s e n ’ t a n y a l a r m .
(2) When a fault is detected at the low side, all the lower arms stop their outputs and the IPM
outputs an alarm of the low side.
*：Depend on input logic.
U - p h a s e V-phase W-phase Low side ALM-U ALM-V ALM-W ALM
OC OFF * * * L H H H
UV OFF * * * L H H H
TjOH OFF * * * L H H H
OC *OFF * * H L H H
UV *OFF * * H L H H
TjOH *OFF * * H L H H
OC * * OFF * H H L H
UV * * OFF * H H L H
TjOH * * OFF * H H L H
OC * * * OFF H H H L
UV * * * OFF H H H L
TjOH * * * OFF H H H L
Case TcOH * * * OFF H H H L
Temperature
High s i d e U-
phase
High s i d e V-
phase
High side W-
phase
Low side
IGBT Alarm Output
Fault
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11. Cautions for design and application
1. Trace routing layout should be designed with particular attention to least stray capacity
between the primary and secondary sides of optical isolators by minimizing the wiring
length between the optical isolators and the IPM input terminals as possible.
フォトカプラとＩＰＭの入力端子間の配線は極力短くし、フォトカプラの一次側と二次側の浮遊容量を小さくした
パターンレイアウトにして下さい。
2. M o u n t a c a p a c i t o r b e t w e e n V c c a n d G N D o f e a c h h i g h - s p e e d o p t i c a l i s o l a t o r a s c l o s e t o
as possible.
高速フォトカプラのVcc-GND間に、 コンデンサを出来るだけ 近接して取り付けて下さい。
3. For the high-speed optical isolator, use high-CMR type one with tpHL, tpLH ≦0.8µs.
高速フォトカプラは、tpHL,tpLH≦0.8us、高
CMRタイプをご使用ください。
4. For the alarm output circuit, use low-speed type optical isolators with CTR ≧100%.
アラーム出力回路は、低速フォトカプラCTR≧100%のタイプをご使用ください。
5. For the control power Vcc, use four power supplies isolated each. And they should be
designed to reduce the voltage variations.
制御電源Vccは、絶縁された４電源を使用してください。また、電圧変動を抑えた設計として下さい。
6. Suppress surge voltages as possible by reducing the inductance between the DC bus P
and N, and connecting some capacitors between the P and N terminals.
P-N間の直流母線は出来るだけ低イ ンダク タンス化し、 P-N端子間にコンデンサを接続するなどしてサージ
電圧を低減して下さい。
7. To prevent noise intrusion from the AC lines, connect a capacitor of some 4700pF between
the three-phase lines each and the ground.
ACラインからのノイズ侵入を防ぐために、３相各線－アース間に４７００ｐＦ程のコンデンサを接続して下さい。
8. At the external circuit, never connect the control terminal ①GNDU to the main terminal
U-phase, ⑤GNDV to V-phase, ⑨GNDW to W-phase, and ⑬GND to N-phase. Othe rwise,
malfunctions may be caused.
制御端子①ＧＮＤＵと主端子Ｕ相、制御端子⑤ＧＮＤVと主端子V相、制御端子⑨ＧＮＤWと主端子W相、
制御端子⑬ＧＮＤと主端子Nを外部回路で接続しないで下さい。誤動作の原因になります。
9. T a k e n o t e th a t a n o p t ic a l i s o l a t o r ’s re s p o n s e to th e p r im a r y in p u t s i g n a l b e c o m e s s l o w
if a capacitor is connected between the input terminal and GND.
入力端子-GND間にコンデンサを接続すると、フォトカプラ一次側入力信号に対する応答時間が長くなります
のでご注意ください。
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13
+100μm
0
Heat sink
Mounting holes
10. T a k i n g th e u s e d is o l a t o r ’s C T R in t o a c c o u n t , d e s i g n w i th a s u f fic i e n t a l lo w a n c e to d e c i d e
the primary forward current of the optical isolator.
フォトカプラの一次側電流は、お使いのフォトカプラのCTRを考慮し十分に余裕をもった設計にして下さい。
11. Apply thermal compound to the surfaces between the IPM and its heat sink to reduce
the thermal contact resistance.
接触熱抵抗を小さくするために、ＩＰＭとヒートシンクの間にサーマルコンパウンドを塗布して下さい。
12. Finish the heat sink surface within roughness of 10µm and flatness (camber) between screw
positions of 0 to +100µm. If the flatness is minus, the heat radiation becomes worse due to
a gap between the heat sink and the IPM. And, if the flatness is over +100µm, there is a danger
that the IPM copper base may be deformed and this may cause a dielectric breakdown.
ヒートシンク表面の仕上げは、粗さ10um以下、ネジ位置間
での平坦度（反り）は、0～100umとして下さい。平坦度がマ
イナスの場合、ヒートシンクとIPMの間に隙間ができ放熱が
悪化します。また、平坦度が＋100um以上の場合ＩＰＭの銅
ﾍﾞｰｽが変形し絶縁破壊を起こす危険性があります。
13. This product is designed on the assumption that it applies to an inverter use. Sufficient
examination is required when applying to a converter use. Please contact Fuji Electric Co.,Ltd
if you would like to applying to converter use.
本製品は、インバータ用途への適用を前提に設計されております。コンバータ用途へ適用される場合は、
十分な検討が必要です。もし、コンバータへ適用される場合は御連絡ください。
14. Please see the 『Fuji IGBT-IPM R SERIES APPLICATION MANUAL』and 『Fuji IGBT
M O D U L E S N S E R I E S A P P L I C A T I O N M A N U A L 』.
『富士IGBT-IPM Rシリーズ アプリケーションマニュアル』及び『IGBTﾓｼﾞｭｰﾙ Nシリーズ アプリケーション
マニュアル』を御参照ください。
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14
AAA CCC 222 000 000
VVV
ＭＭＭ
UUU
VVV
WWW
BBB
NNN
PPP
III PPP MMM
+++
VVV ccc ccc
①①①
③③③
④④④
+++
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFF
②②②
555 VVV 111 kkk
III FFF
VVV ccc ccc
⑤⑤⑤
⑦⑦⑦
⑧⑧⑧
+++
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFF
⑥⑥⑥
555 VVV 111 kkk
III FFF
VVV ccc ccc
⑨⑨⑨
⑩⑩⑩
555 VVV 111 kkk
⑪⑪⑪
⑫⑫⑫
+++
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFFIII FFF
⑯⑯⑯
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFFIII FFF
⑮⑮⑮
⑱⑱⑱
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFFIII FFF
⑰⑰⑰
000 ... 111 uuu FFF
222 000 kkk ΩΩΩ
1 1 1 0 0 0
uuu FFFIII FFF
⑲⑲⑲
555 VVV 111 kkk
⑭⑭⑭
⑬⑬⑬
VVV ccc ccc
The alarm signal should be connected to Vcc when it it is not used.
不使用のアラーム端子は、 制御電源Vccに接続して下さい。
12. Example of applied circuit 応用回路例
13. Package and Marking 梱包仕様
Please see the MT6M4140 which is packing specification of P610 & P611 & P621 package．
Ｐ６１０，６１１，６２１ 梱包仕様書 ＭＴ６Ｍ４１４０を御参照ください。
14. Cautions for storage and transportation 保管、運搬上の注意
・Store the modules at the normal temperature and humidity (5 to 35°C, 45 to 75%).
常温常湿(5～35℃、45～75%)で保存して下さい。
・Avoid a sudden change in ambient temperature to prevent condensation on the module
surfaces.
モジュールの表面が結露しないよう、急激な温度変化を避けて下さい。
・Avoid places where corrosive gas generates or much dust exists.
腐食性ガスの発生場所、粉塵の多い場所は避けて下さい。
・Store the module terminals under unprocessed conditions
モジュールの端子は未加工の状態で保管すること。.
・Avoid physical shock or falls during the transportation.
運搬時に衝撃を与えたり落下させないで下さい。
15. Scope of application 適用範囲
This specification is applied to the IGBT-IPM (type: 6MBP150RTJ060).
本仕様書は、IG B T - I P M ( 型式：6MBP150RTJ060)に適用する。
16. Based safety standards 準拠安全規格
UL1557
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MS6M 0677 a
15
17.Characteristics
17-1.Control Circuit Characteristics(Respresentative)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25
P ower supply current vs. Switching frequency
Tc=125°C
N-side
P-side
Powersupplycurrent:Icc(mA)
Switching frequency : fsw (kHz)
Vcc=13V
Vcc=13V
Vcc=15V
Vcc=15V
Vcc=17V
Vcc=17V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
12 13 14 15 16 17 18
Input signal threshold voltage
vs. Power supply voltage
Input signal threshold voltage
:Vin(on),Vin(off)(V)
Power supply voltag e : Vcc (V)
Tj=25°C
Tj=125°C
} Vin(on)
} Vin(off)
0
2
4
6
8
10
12
14
20 40 60 80 100 12 0 140
Under voltage vs. Junction temperature
Undervoltage:VUVT(V)
Ju nction temperatu re : Tj (°C)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
20 40 60 80 100 12 0 140
Under voltage hysterisis vs. Jnction temperature
Undervoltagehysterisis:VH(V)
Ju nction temperatu re : Tj (°C)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
12 13 14 15 16 17 18
Alarm hold time vs. P ower supply voltage
Alarmholdtime:tALM(mSec)
Power supply voltag e : Vcc (V)
Tc=100°C
Tc=25°C
0
50
100
150
200
12 13 14 15 16 17 18
Over heating characteristics
TcOH,TjOH,TcH,TjH vs. Vcc
Overheatingprotection:TcOH,TjOH(°C )
OHhysterisis:TcH,TjH(°C )
Power supply voltag e : Vcc (V)
TjOH
TcH,TjH
TcOH
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
16
17-2.Main Circuit Characteristics (Representative)
0
50
100
150
200
250
300
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Forward current vs. Forward voltage
(Chip)
125°C 25°C
ForwardCurrent:If(A)
Forward voltage : Vf (V)
0
50
100
150
200
250
300
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Forward current vs. Forward voltage
(Terminal)
12 5° C 25°C
ForwardCurrent:If(A)
Forward voltage : Vf (V)
0
40
80
120
160
200
240
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Collector current vs. Collector-Emitter voltage
Tj=25°C(Chip)
Vcc= 13V
Vcc=15V
Vcc=17V
CollectorCurrent:Ic(A)
Co llector-Emitter volta ge : Vce (V)
0
40
80
120
160
200
240
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Collector current vs. Collector-Emitter voltage
Tj=25°C(Terminal)
Vcc=13V
Vcc=15V
Vcc=17V
CollectorCurrent:Ic(A)
Co llector-Emitter volta ge : Vce (V)
0
40
80
120
160
200
240
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Collector current vs. Collector-Emitter voltage
Tj=125°C(Chip)
Vcc=13V
Vcc=15V
Vcc=17V
CollectorCurrent:Ic(A)
Co llector-Emitter volta ge : Vce (V)
0
40
80
120
160
200
240
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Collector current vs. Collector-Emitter voltage
Tj=125°C(Terminal)
Vcc=13V
Vcc=15V
Vcc=17V
CollectorCurrent:Ic(A)
Co llector-Emitter volta ge : Vce (V)
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
0.01
0.1
1
0. 00 1 0.01 0.1 1
Transient thermal resistance
Thermalresistance:Rth(j-c) (°C/W)
Pu lse width :Pw (sec)
F WD
IGBT
0
100
200
300
400
500
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Power derating for IG BT
(per device)
CollecterPowerDissipation:Pc(W)
Case Temp erature : Tc (°C)
0
50
100
150
200
250
300
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Power derating for FW D
(per device)
CollecterPowerDissipation:Pc(W)
Case Temperature : Tc (°C)
1 7
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 60 12 0 18 0 240
Switching Loss vs. Collector Current
Edc=300V,Vcc=15V,Tj=25°C
Eon
Eoff
Err
Switchingloss:Eon,Eoff,Err(mJ/cycle)
Collector current : Ic (A)
0
5
10
15
20
25
0 60 12 0 18 0 240
Switching Loss vs. Collector Current
Edc=300V,V cc=15V,Tj=125°C
Eon
Eoff
Err
Switchingloss:Eon,Eoff,Err(mJ/cycle)
Collector current : Ic (A)
0
100
200
300
400
0 100 200 300 400 500 600 700
Reversed biased safe operating area
Vcc=15V,Tj 125°C
Collectorcurrent:Ic(A)
Collector-Emitter voltag e : Vce (V)
RBSOA(Repetitive pulse)
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
10
100
1000
10000
0 50 10 0 15 0 200 250
Switching time vs. Collector current
Edc=300V,Vcc=15V,Tj=25°C
Switchingtime:ton,toff,tf(nSec)
Collector cu rrent : Ic (A)
toff
ton
tf
10
100
1000
10000
0 50 10 0 15 0 200 250
Switching time vs. Collector current
Edc=300V,V cc=15V,Tj=125°C
Switchingtime:ton,toff,tf(nSec)
Collector cu rrent : Ic (A)
toff
ton
tf
1
10
100
0 50 10 0 15 0 200 250
Reverse recovery characteristics
trr,Irr vs.IF
Reverserecoverycurrent:Irr(A)
Reverserecoverytime:trr(nsec)
Forward cu rren t:IF(A)
trr125°C
trr25°C
Irr125°C
Irr25°C
18
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
19
a
18. Reliability Test Items
Test
cat e-
g o r i e s Test items Test met hods and conditions
R e f e r e n c e
n o r m s
E I A J
E D - 4 7 0 1
N u m b e r
o f s a m p l e
A c c e p t -
a n c e
n u m b e r
1 Terminal strength P u l l f o r c e : 40 N (main terminal) T e s t M e t h o d 4 0 1 5 ( 1 : 0 )
端 子 強 度 1 0 N ( c o n t r o l t e r m i n a l ) M e t h o d Ⅰ
(Pull test) Test time : 10 ±1 sec.
2 Mounting Strength Screw torque : 2.5 ~ 3.5 N･ m (M5) T e s t M e t h o d 4 0 2 5 ( 1 : 0 )
締 付 け 強 度 Test time : 10 ±1 sec. methodⅡ
3 Vibration R a n g e o f f r e q u e n c y : 10～ 5 0 0 H z T e s t M e t h o d 4 0 3 5 ( 1 : 0 )
振 動 S w e e p i n g t i m e : 15 min. C o n d i t i o n c o d e B
A c c e l e r a t i o n :
1 0 0 m / s
2
S w e e p i n g d i r e c t i o n : Each X,Y,Z axis
Test time : 6 hr. (2hr./direction)
4 Shock M a x i m u m a c c e l e r a t i o n :
5 0 0 0 m / s
2 T e s t M e t h o d 4 0 4 5 ( 1 : 0 )
衝 撃 P u l s e w i d t h 1 . 0 m s C o n d i t i o n c o d e B
D i r e c t i o n : Each X,Y,Z axis
Test time : 3 times/direction
5 Solderabitlity S o l d e r t e m p . : 235 ±5 ℃T e s t M e t h o d 3 0 3 5 ( 1 : 0 )
は ん だ 付 け 性 Immersion duration : 5.0 ±0.5 sec. C o n d i t i o n c o d e A
Test time : 1 time
E a c h t e r m i n a l s h o u l d b e I m m e r s e d i n s o l d e r
w i t h i n 1 ~ 1 . 5 m m f r o m t h e b o d y .
6 Resistance to S o l d e r t e m p . : 260 ±5 ℃T e s t M e t h o d 3 0 2 5 ( 1 : 0 )
s o l d e r i n g h e a t Immersion time : 10 ±1sec. C o n d i t i o n c o d e A
は ん だ 耐 熱 性 Test time : 1 time
E a c h t e r m i n a l s h o u l d b e I m m e r s e d i n s o l d e r
w i t h i n 1 ~ 1 . 5 m m f r o m t h e b o d y .
1 High temperature S t o r a g e t e m p . : 125 ±5 ℃T e s t M e t h o d 2 0 1 5 ( 1 : 0 )
s t o r a g e 高 温 保 存 Test durati on : 1000 hr.
2 Low temperature S t o r a g e t e m p . : -40 ±5 ℃T e s t M e t h o d 2 0 2 5 ( 1 : 0 )
s t o r a g e 低 温 保 存 Test durati on : 1000 hr.
3 Temperature S t o r a g e t e m p . : 85 ±2 ℃T e s t M e t h o d 1 0 3 5 ( 1 : 0 )
h u m i d i t y s t o r a g e R e l a t i v e h u m i d i t y : 85 ±5% T e s t c o d e C
高 温 高 湿 保 存 Test durati on : 1000hr.
4 Unsaturated Test temp. : 120 ± 2 ℃T e s t M e t h o d 1 0 3 5 ( 1 : 0 )
p r e s s u r e c o o k e r A t m o s p h e r i c p r e s s u r e :
1 . 7 x 1 0
5
P a
T e s t c o d e E
プ レ ッ シ ャ ー ク ッ カ ー Test humidity : 85 ± 5 %
Test durati on : 96 hr.
5 Temperature Test temp. : M i n i m u m s t o r a g e t e m p . - 4 0 ± 5 ℃T e s t M e t h o d 1 0 5 5 ( 1 : 0 )
cycle M a x i m u m s t o r a g e t e m p . 1 2 5 ± 5 ℃
温 度 サ イ ク ル N o r m a l t e m p . 5 ~ 35℃
D w e l l t i m e : Tmin ~ TN ~ Tmax ~ TN
1 h r . 0 . 5 h r . 1 h r . 0 . 5 h r .
N u m b e r o f c y c l e s : 100 cycles
6 Thermal shock +0 T e s t M e t h o d 3 0 7 5 ( 1 : 0 )
熱 衝 撃 Test temp. : H i g h t e m p . s i d e 1 0 0
-5
℃method Ⅰ
+5 C o n d i t i o n c o d e A
L o w t e m p . s i d e 0
-0
℃
Fluid used : Pure water (running water)
D i p p i n g t i m e : 5 min. par each temp.
Transf er time : 10 sec.
N u m b e r o f c y c l e s : 10 cycles
MMMeeeccchhhaaannniiicccaaalllTTTeeessstttsss
EEEnnnvvviiirrrooonnnmmmeeennntttTTTeeessstttsss
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
20
a
Test
cat e-
g o r i e s Test items Test methods and conditions
R e f e r e n c e
n o r m s
E I A J
E D - 4 7 0 1
N u m b e r
o f s a m p l e
A c c e p t -
a n c e
n u m b e r
1 High temperature Test temp. : T a = 1 2 5 ± 5 ℃T e s t M e t h o d 1 0 1 5 ( 1 : 0 )
reverse bias (Tj ≦
1 5 0 ℃ )
高 温 逆 ﾊ ﾞ ｲ ｱ ｽ B i a s V o l t a g e : VC = 0.8×VCES
B i a s M e t h o d : Applied DC voltage to C-E
V c c = 1 5 V
Test dur ation : 1000 hr.
2 Temperature Test temp. : 85 ±2 ℃T e s t M e t h o d 1 0 2 5 ( 1 : 0 )
h u m i d i t y b i a s R e l a t i v e h u m i d i t y : 85 ±5 % C o n d i t i o n c o d e C
高 温 高 湿 ﾊ ﾞ ｲ ｱ ｽ B i a s V o l t a g e : VC = 0.8×VCES
V c c = 1 5 V
B i a s M e t h o d : Applied DC voltage to C-E
Test dur ation : 1000 hr.
3 Intermitted O N t i m e : 2 sec. T e s t M e t h o d 1 0 6 5 ( 1 : 0 )
o p e r a t i n g l i f e O F F t i m e : 18 sec.
(Power cycle) Test temp. : Tj=100 ±5deg
断 続 動 作 T j ≦
1 5 0 ℃ , Ta=25 ±5℃
N u m b e r o f c y c l e s : 15000 cycles
EnduranceTestsEnduranceTests
Item Characteristic Symbol Failure criteria Unit Note
Lower limit Upper limit
Electrical Leakage current ICES - USL×2 mA
characteristic Saturation voltage VCE(sat) - USL×1.2 V
Forward voltage VF - USL×1.2 V
Thermal IG B T Ｒth(j-c) - USL×1.2 ℃/W
resistance FWD Ｒth(j-c) - USL×1.2 ℃/W
Over Current Protection Ioc LSL×0.8 USL×1.2 Ａ
Alarm signal hold t i m e tALM LSL×0.8 USL×1.2 ms
Over heating Protection Tc OH LSL×0.8 USL×1.2 ℃
I s o l a t i o n v o l t a g e Viso Broken insulation -
Visual Visual inspection
inspection Peeling - The visual sample -
Plating
and the others LSL : Lower specified limit.
USL : Upper specified limit.
Note : Each parameter measurement read-outs shall be made after stabilizing the components
at room ambient for 2 hours minimum, 24 hours maximum after removal from the tests.
And in case of the wetting tests, for example, moisture resistance tests, each component
shall be made wipe or dry completely before the measurement.
19. Failure Criteria
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
21
1. T h i s p r o d u c t s h a l l b e u s e d w i t h i n i t s a b s o l u t e m a x i m u m r a t i n g ( v o l t a g e , c u r r e n t , a n d t e m p e r a t u r e ) .
T h i s p r o d u c t m a y b e b r o k e n i n c a s e o f u s i n g b e y o n d t h e r a t i n g s .
製 品 の 絶 対 最 大 定 格 （ 電 圧 ， 電 流 ， 温 度 等 ） の 範 囲 内 で 御 使 用 下 さ い 。 絶 対 最 大 定 格 を 超 え て 使 用 す る と 、 素 子 が
破 壊 す る 場 合 が あ り ま す 。
2. C o n n e c t a d e q u a t e f u s e o r p r o t e c t o r o f c i r c u i t b e t w e e n t h r e e - p h a s e l i n e a n d t h i s p r o d u c t t o p r e v e n t
the equipment from causing secondary destruction.
万 一 の 不 慮 の 事 故 で 素 子 が 破 壊 し た 場 合 を 考 慮 し 、 商 用 電 源 と 本 製 品 の 間 に 適 切 な 容 量 の ヒ ュ ー ズ 又 は ブ レ ー カ ー を
必 ず 付 け て ２ 次 破 壊 を 防 い で く だ さ い 。
3. When studying the device at a normal turn-off action, make sure that working paths of the turn-off
vo lt ag e a nd curre nt are wit hin t he RBSO A s pe ci f ic a ti on . And , wh en s tu d yin g t he de vi ce d ut y at
a short-circuit current non-repetitive interruption, make sure that the paths are also within the
avalanche proof(PAV) specification which is calculated from the snubber inductance, the IPM
inner inductance and the turn-off current. In case of use of IGBT-IPM over these specifications,
it might be possible to be broken.
通 常 の タ ー ン オ フ 動 作 に お け る 素 子 責 務 の 検 討 の 際 に は 、 タ ー ン オ フ 電 圧 ・ 電 流 の 動 作 軌 跡 が R B S O A 仕 様 内 に あ る
こ と を 確 認 し て 下 さ い 。 ま た 、 非 繰 返 し の 短 絡 電 流 遮 断 に お け る 素 子 責 務 の 検 討 に 際 し て は 、 ス ナ バ ー イ ン ダ ク タ ン ス と
Ｉ Ｐ Ｍ 内 部 イ ン ダ ク タ ン ス 及 び タ ーン オ フ 電 流 か ら 算 出 さ れ る ア バ ラ ンシ ェ 耐 量 (PAV)仕 様 内 で あ る 事 を 確 認 し て 下 さ い 。
こ れ ら の 仕 様 を 越 え て 使 用 す る と 、 素 子 が 破 壊 す る 場 合 が あ り ま す 。
4. U s e t h i s p r o d u c t a f t e r r e a l i z i n g e n o u g h w o r k i n g o n e n v i r o n m e n t a n d c o n s i d e r i n g o f p r o d u c t ' s r e l i a b i l i t y
life. This product may be broken before target life of the system in case of using beyond the product's
reliability lif e.
製 品 の 使 用 環 境 を 十 分 に 把 握 し 、 製 品 の 信 頼 性 寿 命 が 満 足 で き る か 検 討 の 上 、 本 製 品 を 適 用 し て 下 さ い 。 製 品 の 信 頼 性
寿 命 を 超 え て 使 用 し た 場 合 、 装 置 の 目 標 寿 命 よ り 前 に 素 子 が 破 壊 す る 場 合 が あ り ま す 。
5. If the product had been used in the environment with acid, organic matter, and corrosive gas
(For example : hydrogen sulf ide, sulfurous acid gas), the product's performance and appearance
ca n no t be e nsure d e a sil y.
酸 ・ 有 機 物 ・ 腐 食 性 ガ ス （ 硫 化 水 素 ， 亜 硫 酸 ガ ス 等 ） を 含 む 環 境 下 で 使 用 さ れ た 場 合 、 製 品 機 能 ・ 外 観 な ど の 保 証 は
致 し か ね ま す 。
6. The thermal stress generated from rise and fall of Tj restricts the product lifetime.
Y o u s h o u l d e s t im a t e th e Δ T j f ro m p o w e r l o s s e s a n d th e r m a l r e s i s t a n c e , a n d d e s i g n th e in v e r te r l ife t im e
w i t h i n t h e n u m b e r o f c y c l e s p r o v i d e d f r o m t h e p o w e r c y c l e c u r v e . ( T e c h n i c a l R e p . N o . : M T 6 M 4 0 5 7 )
製 品 の 寿 命 は 、 接 合 温 度 の 上 昇 と 下 降 に よ っ て 起 こ る 熱 ス ト レ ス で 決 ま り ま す 。 損 失 と 熱 抵 抗 か ら Δ T j を 推 定 し 、 パ ワ ー
サ イ ク ル 寿 命 カ ー ブ で 決 ま る サ イ ク ル 数 以 下 で 、 イ ン バ ー タ の 寿 命 を 設 計 し て 下 さ い (技 術 資 料 № ： M T 6 M 4 0 5 7 ) 。
7. N e v e r a d d m e c h a n i c a l s t r e s s t o d e f o r m t h e m a i n o r c o n t r o l t e r m i n a l .
T h e d e f o r m e d t e r m i n a l m a y c a u s e p o o r c o n t a c t p r o b l e m .
主 端 子 及 び 制 御 端 子 に 応 力 を 与 え て 変 形 さ せ な い で 下 さ い 。 端 子 の 変 形 に よ り 、 接 触 不 良 な ど を 引 き 起 こ す 場 合 が
あ り ま す 。
Warnings
http://store.iiic.cc/
H04-004-03
22
MS6M 0677 a
22
8 .N e v e r a d d m e c h a n i c a l s t r e s s t o d e f o r m t h e m a i n o r c o n t r o l t e r m i n a l .
T h e d e f o r m e d t e r m i n a l m a y c a u s e p o o r c o n t a c t p r o b l e m .
主 端 子 及 び 制 御 端 子 に 応 力 を 与 え て 変 形 さ せ な い で 下 さ い 。 端 子 の 変 形 に よ り 、 接 触 不 良 な ど を 引 き 起 こ す 場 合 が
あ り ま す 。
9. I f e x c e s s i v e s t a t i c e l e c t r i c i t y i s a p p l i e d t o t h e c o n t r o l t e r m i n a l s , t h e d e v i c e s c a n b e b r o k e n .
I m p l e m e n t s o m e c o u n t e r m e a s u r e s a g a i n s t s t a t i c e l e c t r i c i t y .
制 御 端 子 に 過 大 な 静 電 気 が 印 加 さ れ た 場 合 、 素 子 が 破 壊 す る 場 合 が あ り ま す 。 取 り 扱 い 時 は 静 電 気 対 策 を
実 施 し て 下 さ い 。
1. Fuji Electric is constantly making every endeavor to improve the product quality and reliability.
H o w e v e r , s e m i c o n d u c t o r p r o d u c t s m a y r a r e l y h a p p e n t o f a i l o r m a l f u n c t i o n . T o p r e v e n t a c c i d e n t s
c a u s i n g i n j u r y o r d e a t h , d a m a g e t o p r o p e r t y l i k e b y f i r e , a n d o t h e r s o c i a l d a m a g e r e s u l t e d f r o m
a failure or malfunction of the Fuji Electric semiconductor products, take some measures to keep
s a f e t y s u c h a s r e d u n d a n t d e s i g n , s p r e a d - f i r e - p r e v e n t i v e d e s i g n , a n d m a l f u n c t i o n - p r o t e c t i v e d e s i g n .
富 士 電 機 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 故 障 が 発 生 し た り 、 誤 動 作 す る
場 合 が あ り ま す 。 富 士 電 機 製 半 導 体 製 品 の 故 障 ま た は 誤 動 作 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 な い 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 下 さ い 。
2. T h e a p p l i c a t i o n e x a m p l e s d e s c r i b e d i n t h i s s p e c i f i c a t i o n o n l y e x p l a i n t y p i c a l o n e s t h a t u s e d t h e F u j i
E l e c t r i c p r o d u c t s . T h i s s p e c i f i c a t i o n n e v e r e n s u r e t o e n f o r c e t h e i n d u s t r i a l p r o p e r t y a n d o t h e r r i g h t s ,
nor license the enf orcement rights.
本 仕 様 書 に 記 載 し て あ る 応 用 例 は 、 富 士 電 機 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 仕 様 書 に
よ っ て 工 業 所 有 権 、 そ の 他 権 利 の 実 施 に 対 す る 保 障 ま た は 実 施 権 の 許 諾 を 行 う も の で は あ り ま せ ん 。
3.
T h e p r o d u c t d e s c r i b e d i n t h i s s p e c i f i c a t i o n i s n o t d e s i g n e d n o r m a d e f o r b e i n g a p p l i e d t o t h e e q u i p m e n t
or systems used under life-threatening situations. W hen you consider applying the product of this
s p e c i f i c a t i o n t o p a r t i c u l a r u s e d , s u c h a s v e h i c l e - m o u n t e d u n i t s , s h i p b o a r d e q u i p m e n t , a e r o s p a c e
equipment, medical devices, atomic control systems and submarine relaying equipment or systems,
please apply after conf irmation of this product to be satisf ied about system construction and required
reliability.
本 仕 様 書 に 記 載 さ れ た 製 品 は 、 人 命 に か か わ る よ う な 状 況 下 で 使 用 さ れ る 機 器 あ る い は シ ス テ ム に 用 い ら れ る こ と を
目 的 と し て 設 計 ・ 製 造 さ れ た も の で は あ り ま せ ん 。 本 仕 様 書 の 製 品 を 車 両 機 器 、 船 舶 、 航 空 宇 宙 、 医 療 機 器 、 原 子 力
制 御 、 海 底 中 継 機 器 あ る い は シ ス テ ム な ど 、 特 殊 用 途 へ の ご 利 用 を ご 検 討 の 際 は 、 シ ス テ ム 構 成 及 び 要 求 品 質 に
満 足 す る こ と を ご 確 認 の 上 、 ご 利 用 下 さ い 。
C a u t i o n
I f t h e r e i s a n y u n c l e a r m a t t e r i n t h i s s p e c i f i c a t i o n , p l e a s e c o n t a c t F u j i E l e c t r i c C o . , L t d .
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