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东芝
初步
东芝绝缘栅双极晶体管硅N Chanenel IGBT
GT5J321
GT5J321
高功率开关应用
快速开关应用
●　
●　
●　
●　
●　
第4代
增强型
快速开关（ FS ）
：工作频率高达150kHz的（参考）
●　
:t
f
=0.05μs(typ.)
高速
●　
低开关损耗：电子
on
=0.12mJ(typ.)
:E
关闭
=0.10mJ(typ.)
低饱和电压： V
CE （ SAT ）
=2.0V(typ.)
FRD包括发射极和集电极之间
最大额定值（Ta = 25℃）
特征
集电极 - 发射极电压
栅极 - 发射极电压
集电极电流
发射极 - 集电极
正向电流
集电极耗散功率
(Tc=25℃)
结温
存储温度范围
DC
1ms
DC
1ms
符号
评级
单位
V
CES
V
GES
I
C
I
CP
I
F
I
FM
P
C
T
j
T
英镑
600
±20
5
10
5
10
28
150
-55½150
V
V
A
A
W
℃
℃
2001-6-
1/6
东芝
初步
电气特性（Ta = 25℃）
特征
栅极漏电流
集电极截止电流
栅极 - 发射极截止电压
集电极 - 发射极饱和volatage
输入电容
导通延迟时间
上升时间
开关时间
开启时间
打开-O FF延迟时间
下降时间
打开-O FF时间
开关损耗
导通开关损耗
关断开关损耗
符号
测试条件
民
典型值。
GT5J321
最大
±500
单位
I
GES
I
CES
V
GE （关闭）
V
CE （ SAT ）
C
IES
t
D（上）
t
r
t
on
t
D（关闭）
t
f
t
关闭
E
on
E
关闭
V
F
t
rr
R
日（J -C ）
R
日（J -C ）
V
GE
=±20V,V
CE
=0
V
CE
=600V,V
GE
=0
I
C
=0.5mA,V
CE
=5V
I
C
=5A,V
GE
=15V
V
CE
=10V,V
GE
=0,f=1MHz
感性负载
V
CC
=300V,I
C
=5A
V
GG
=+15V,R
G
=100Ω
（注1 ）
（注2 ）
-
-
3.5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2.0
950
0.05
0.03
0.15
0.13
0.05
0.20
0.12
0.10
-
-
-
-
1.0
6.5
2.45
-
-
-
-
-
0.15
-
-
-
2.0
200
nA
mA
V
V
pF
μs
mJ
V
ns
峰值正向电压
反向恢复时间
热电阻（IGBT）
热电阻（二极管）
I
F
=5A,V
GE
=0
I
F
=5A,di/dt=-100A/μs
―
―
4.46
℃/W
4.90
℃/W
2001-6-
2/6
东芝
GT5J321
参考
I
C
- V
CE
V
CE
- V
GE
20
10
8
集电极电流I
C
(A)
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
常见
Emitte
TC = 25 ？
15
16
共发射极
TC = 25 ？
20
6
10
12
10
5
4
9
8
2
V
GE
= 8V
4
I
C
= 2A
0
0
1
2
3
4
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
5
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
20
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
V
CE
- V
GE
共发射极
TC = -40 ℃
V
CE
- V
GE
20
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
共发射极
TC = 125 ℃
16
16
12
12
20
10
8
8
5
4
10
I
C
= 5A
4
I
C
= 2A
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
I
C
- V
GE
集电极 - 发射极饱和电压V
CE （ SAT ）
(V)
10
共发射极
V
CE
= 5V
4
V
CE （ SAT ）
- T
c
共发射极
V
GE
= 15V
10
8
集电极电流I
C
(A)
3
5
2
6
I
C
= 2A
4
125
TC = 25 ？
-40
2
1
0
0
2
4
6
8
10
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
12
14
0
-60
-20
20
60
100
案例tenper
a
(℃)
外壳温度
c
TC （ ℃ ）
140
2001-6-
3/6
东芝
GT5J321
参考
1
开关时间t
on
, t
r
, t
D（上）
　(μs)
开关
时间
on
on
,t
r
t
,t
D（上）
R
G
R
G
开关
时间T
, t
r
,
D（上）
-
-
开关时间t
on
, t
r
, t
D（上）
　(μs)
1
开关
时间
on
on
t
,t
r
t
,t
D（上）
I
- I
C
开关
时间T
,
r
,
D（上）
-
C
0.1
t
on
t
D（上）
0.1
t
on
t
D（上）
t
r
0.01
t
r
0.001
1
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
I
C
=5A
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note1）
0.01
共发射极
V
CC
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
GG
=15V
　　　　　：Tc=125℃
R
G
=100Ω
　　　　　　　（Note）
0.001
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
1000
1
开关时间t
关闭
, t
f
t
D（关闭）
　(μs)
开关
时间T
关闭
,
关闭
f
,t
t
f
D（关闭）
- R
- R
G
开关
时间T
t ,
,t
D（关闭）
G
开关时间t
关闭
, t
f
, t
D（关闭）
　(μs)
1
开关时间
关闭
,
关闭
f
,t
t
D（关闭）
- I
C
I
C
t
t ,
f
,t
D（关闭）
-
SWITC我
h
t
关闭
0.1
t
关闭
t
D（关闭）
t
f
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
I
C
=5A
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note1）
0.1
t
D（关闭）
0.01
0.01
共发射极
V
C C
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
G G
=15V
　　　　　：Tc=125℃
R
G
=100Ω
　　　　　　　（Note1）
t
f
0.001
0.001
1
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
切换损失ê
on
, E
关闭
- R
G
1000
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
1
切换损失ê
on
, E
关闭
（兆焦耳）
1
切换损失ê
on
, E
关闭
- I
C
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
R
G
=100Ω
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note2）
切换损失ê
on
, E
关闭
（兆焦耳）
E
on
0.1
E
on
E
关闭
0.1
共发射极
V
CC
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
GG
=15V
　　　　　：Tc=125℃
I
C
=5A
　　　　　　　（Note2）
E
关闭
0.01
1
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
1000
0.01
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
2001-6-
4/6
东芝
GT5J321
参考
C-V
CE
1000
集电极发射极电压Vce （ V）
500
V
CE
, V
GE
- Q
G
共发射极
R
L
=60Ω
Tc=25℃
20
C
IES
电容C （PF ）
400
16
100
300
V
CE
=300V
12
200
8
10
共发射极
V
GE
=0
f=1MHz
Tc=25℃
C
OES
C
水库
200
100
100
4
1
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
0
0
10
20
30
栅极电荷q
G
（ NC ）
40
0
20
共集电极
V
GE
=0
I
F
-V
F
100
反向恢复电流我
rr
　(A)
t
rr
, I
rr
- I
F
共集电极
di/dt=-100A/μs
V
GE
=0
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
1000
16
正向电流I
F
(A)
12
125℃
-40℃
t
rr
10
100
I
rr
8
4
Tc=25℃
0
0
0.4
0.8
1.2
正向电压V
F
(V)
1.6
2
1
0
2
4
6
8
10
10
正向电流I
F
　(A)
反向偏置SOA
100
安全工作区
安全OPERAT
i
100
集电极电流I
C
(A)
IC MAX （脉冲）
*
10
IC MAX（连续）
5 0
μ
s
*
1 0 0
μ
s
*
1毫秒
*
集电极电流I
C
(A)
10
DC
手术
1
*单
不重复
脉冲TC = 25 ℃
曲线一定要散瞳
线性地增加
温度。
*
*
1 0毫秒
1
Tj≦125℃
Tj≦125℃
V
GE
=15V
V
GE
=15V
=100Ω
R
=13Ω
R
G
G
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
2001-6-
5/6
反向恢复时间吨
rr
φ （ NS ）
栅极 - 发射极电压V
GE
　(V)
东芝
初步
东芝绝缘栅双极晶体管硅N Chanenel IGBT
GT5J321
GT5J321
高功率开关应用
快速开关应用
●　
●　
●　
●　
●　
第4代
增强型
快速开关（ FS ）
：工作频率高达150kHz的（参考）
●　
:t
f
=0.05μs(typ.)
高速
●　
低开关损耗：电子
on
=0.12mJ(typ.)
:E
关闭
=0.10mJ(typ.)
低饱和电压： V
CE （ SAT ）
=2.0V(typ.)
FRD包括发射极和集电极之间
最大额定值（Ta = 25℃）
特征
集电极 - 发射极电压
栅极 - 发射极电压
集电极电流
发射极 - 集电极
正向电流
集电极耗散功率
(Tc=25℃)
结温
存储温度范围
DC
1ms
DC
1ms
符号
评级
单位
V
CES
V
GES
I
C
I
CP
I
F
I
FM
P
C
T
j
T
英镑
600
±20
5
10
5
10
28
150
-55½150
V
V
A
A
W
℃
℃
2001-6-
1/6
东芝
初步
电气特性（Ta = 25℃）
特征
栅极漏电流
集电极截止电流
栅极 - 发射极截止电压
集电极 - 发射极饱和volatage
输入电容
导通延迟时间
上升时间
开关时间
开启时间
打开-O FF延迟时间
下降时间
打开-O FF时间
开关损耗
导通开关损耗
关断开关损耗
符号
测试条件
民
典型值。
GT5J321
最大
±500
单位
I
GES
I
CES
V
GE （关闭）
V
CE （ SAT ）
C
IES
t
D（上）
t
r
t
on
t
D（关闭）
t
f
t
关闭
E
on
E
关闭
V
F
t
rr
R
日（J -C ）
R
日（J -C ）
V
GE
=±20V,V
CE
=0
V
CE
=600V,V
GE
=0
I
C
=0.5mA,V
CE
=5V
I
C
=5A,V
GE
=15V
V
CE
=10V,V
GE
=0,f=1MHz
感性负载
V
CC
=300V,I
C
=5A
V
GG
=+15V,R
G
=100Ω
（注1 ）
（注2 ）
-
-
3.5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2.0
950
0.05
0.03
0.15
0.13
0.05
0.20
0.12
0.10
-
-
-
-
1.0
6.5
2.45
-
-
-
-
-
0.15
-
-
-
2.0
200
nA
mA
V
V
pF
μs
mJ
V
ns
峰值正向电压
反向恢复时间
热电阻（IGBT）
热电阻（二极管）
I
F
=5A,V
GE
=0
I
F
=5A,di/dt=-100A/μs
―
―
4.46
℃/W
4.90
℃/W
2001-6-
2/6
东芝
GT5J321
参考
I
C
- V
CE
V
CE
- V
GE
20
10
8
集电极电流I
C
(A)
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
常见
Emitte
TC = 25 ？
15
16
共发射极
TC = 25 ？
20
6
10
12
10
5
4
9
8
2
V
GE
= 8V
4
I
C
= 2A
0
0
1
2
3
4
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
5
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
20
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
V
CE
- V
GE
共发射极
TC = -40 ℃
V
CE
- V
GE
20
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
共发射极
TC = 125 ℃
16
16
12
12
20
10
8
8
5
4
10
I
C
= 5A
4
I
C
= 2A
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
0
0
4
8
12
16
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
20
I
C
- V
GE
集电极 - 发射极饱和电压V
CE （ SAT ）
(V)
10
共发射极
V
CE
= 5V
4
V
CE （ SAT ）
- T
c
共发射极
V
GE
= 15V
10
8
集电极电流I
C
(A)
3
5
2
6
I
C
= 2A
4
125
TC = 25 ？
-40
2
1
0
0
2
4
6
8
10
栅极 - 发射极电压V
GE
(V)
12
14
0
-60
-20
20
60
100
案例tenper
a
(℃)
外壳温度
c
TC （ ℃ ）
140
2001-6-
3/6
东芝
GT5J321
参考
1
开关时间t
on
, t
r
, t
D（上）
　(μs)
开关
时间
on
on
,t
r
t
,t
D（上）
R
G
R
G
开关
时间T
, t
r
,
D（上）
-
-
开关时间t
on
, t
r
, t
D（上）
　(μs)
1
开关
时间
on
on
t
,t
r
t
,t
D（上）
I
- I
C
开关
时间T
,
r
,
D（上）
-
C
0.1
t
on
t
D（上）
0.1
t
on
t
D（上）
t
r
0.01
t
r
0.001
1
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
I
C
=5A
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note1）
0.01
共发射极
V
CC
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
GG
=15V
　　　　　：Tc=125℃
R
G
=100Ω
　　　　　　　（Note）
0.001
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
1000
1
开关时间t
关闭
, t
f
t
D（关闭）
　(μs)
开关
时间T
关闭
,
关闭
f
,t
t
f
D（关闭）
- R
- R
G
开关
时间T
t ,
,t
D（关闭）
G
开关时间t
关闭
, t
f
, t
D（关闭）
　(μs)
1
开关时间
关闭
,
关闭
f
,t
t
D（关闭）
- I
C
I
C
t
t ,
f
,t
D（关闭）
-
SWITC我
h
t
关闭
0.1
t
关闭
t
D（关闭）
t
f
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
I
C
=5A
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note1）
0.1
t
D（关闭）
0.01
0.01
共发射极
V
C C
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
G G
=15V
　　　　　：Tc=125℃
R
G
=100Ω
　　　　　　　（Note1）
t
f
0.001
0.001
1
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
切换损失ê
on
, E
关闭
- R
G
1000
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
1
切换损失ê
on
, E
关闭
（兆焦耳）
1
切换损失ê
on
, E
关闭
- I
C
共发射极
V
CC
=300V
V
GG
=15V
R
G
=100Ω
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
（Note2）
切换损失ê
on
, E
关闭
（兆焦耳）
E
on
0.1
E
on
E
关闭
0.1
共发射极
V
CC
=300V
　　　　　：Tc=25℃
V
GG
=15V
　　　　　：Tc=125℃
I
C
=5A
　　　　　　　（Note2）
E
关闭
0.01
1
10
100
门阻抗R
G
　(Ω)
1000
0.01
0
1
2
3
集电极电流I
C
　(A)
4
5
2001-6-
4/6
东芝
GT5J321
参考
C-V
CE
1000
集电极发射极电压Vce （ V）
500
V
CE
, V
GE
- Q
G
共发射极
R
L
=60Ω
Tc=25℃
20
C
IES
电容C （PF ）
400
16
100
300
V
CE
=300V
12
200
8
10
共发射极
V
GE
=0
f=1MHz
Tc=25℃
C
OES
C
水库
200
100
100
4
1
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
0
0
10
20
30
栅极电荷q
G
（ NC ）
40
0
20
共集电极
V
GE
=0
I
F
-V
F
100
反向恢复电流我
rr
　(A)
t
rr
, I
rr
- I
F
共集电极
di/dt=-100A/μs
V
GE
=0
　　　　：Tc=25℃
　　　　：Tc=125℃
1000
16
正向电流I
F
(A)
12
125℃
-40℃
t
rr
10
100
I
rr
8
4
Tc=25℃
0
0
0.4
0.8
1.2
正向电压V
F
(V)
1.6
2
1
0
2
4
6
8
10
10
正向电流I
F
　(A)
反向偏置SOA
100
安全工作区
安全OPERAT
i
100
集电极电流I
C
(A)
IC MAX （脉冲）
*
10
IC MAX（连续）
5 0
μ
s
*
1 0 0
μ
s
*
1毫秒
*
集电极电流I
C
(A)
10
DC
手术
1
*单
不重复
脉冲TC = 25 ℃
曲线一定要散瞳
线性地增加
温度。
*
*
1 0毫秒
1
Tj≦125℃
Tj≦125℃
V
GE
=15V
V
GE
=15V
=100Ω
R
=13Ω
R
G
G
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
0.1
1
10
100
集电极 - 发射极电压V
CE
(V)
1000
2001-6-
5/6
反向恢复时间吨
rr
φ （ NS ）
栅极 - 发射极电压V
GE
　(V)
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