Infineon TO-220-3

Отличный выбор! TO-220-3 — это один из самых распространенных корпусов для силовых полупроводниковых приборов. У Infineon Technologies в этом корпусе представлен огромный ассортимент продукции.

Вот подробное описание, технические характеристики и списки парт-номеров.

1. Описание корпуса TO-220-3

TO-220-3 (Transistor Outline 220, 3 вывода) — это терморассеивающий пластиковый корпус, предназначенный для монтажа на внешний радиатор.

• Конструкция: Состоит из пластикового тела, внутри которого расположен кристалл полупроводника, припаянный или приклеенный к медной или алюминиевой подложке. Металлическая задняя часть (площадка с отверстием) является электрически соединенной с центральным выводом (обычно это сток (D) у MOSFET или коллектор (C) у IGBT/транзисторов). Это критически важно учитывать при проектировании системы охлаждения!
• Крепление: Отверстие позволяет прикрутить корпус к радиатору для эффективного отвода тепла. Обязательно использование термопрокладки или слюдяной изоляционной шайбы, если радиатор не должен иметь электрический контакт с платой.
• Применение: Широко используется в силовой электронике: импульсные источники питания (SMPS), моторные приводы, DC-DC преобразователи, аудиоусилители класса AB, системы управления нагрузкой.

2. Ключевые технические характеристики (зависят от типа прибора)

Характеристики варьируются в зависимости от семейства и конкретной модели.

A. Для MOSFET:

• Напряжение сток-исток (V_DSS): От 30В до 1000В и выше.
• Сопротивление открытого канала (R_DS(on)): От единиц миллиОм (мОм) для низковольтных моделей до сотен мОм для высоковольтных. Чем меньше, тем выше КПД.
• Ток стока (I_D): Непрерывный ток: от 2А до 100А+ (при условии идеального охлаждения). Указанный в даташите ток обычно при температуре корпуса 25°C.
• Заряд затвора (Q_g): Влияет на скорость переключения и потери на управление.
• Пороговое напряжение затвора (V_GS(th)): Обычно 2-4В для стандартных MOSFET.

B. Для IGBT:

• Напряжение коллектор-эмиттер (V_CES): От 600В до 1300В.
• Ток коллектора (I_C): От 5А до 75А+.
• Падение напряжения в открытом состоянии (V_CE(sat)): Показывает потери проводимости.
• Энергия переключения (E_on/E_off): Ключевой параметр для потерь на переключение.

C. Общие для всех:

• Максимальная температура перехода (T_jmax): Обычно +150°C или +175°C.
• Тепловое сопротивление переход-корпус (R_thJC): Показывает, насколько хорошо кристалл отдает тепло корпусу (например, 0.5-2.5 °C/Вт).
• Тип логики управления: Для MOSFET: стандартные (управление 10В), логические (Logic Level, управление 4.5-5В) и суперлогические (Super Logic Level).

3. Основные парт-номера (PN) от Infineon

Infineon имеет несколько ключевых технологических линейкок в корпусе TO-220-3:

1. MOSFET (Ключевая продукция):

• OptiMOS™ (Низкое и среднее напряжение, высокая эффективность):
  • IRFZ44N (классика, 55В, 49мОм) - но чаще это legacy-модели от IR, теперь под брендом Infineon.
  • IRF3205 (55В, 8мОм) - популярная модель для мощных низковольтных преобразователей.
  • IPP040N06N3 (60В, 4.0мОм) - пример современного OptiMOS.
  • IPP60R360P7 (600В, 360мОм) - для сетевых напряжений (PFC, LLC).
• CoolMOS™ (Высокое напряжение, лучшее переключение):
  • SPP11N60C3 (600В, 0.45 Ом) - классика для SMPS.
  • IPA60R280P7 (600В, 0.28 Ом) - более современная серия P7.
• StrongIRFET™ (Надежность и устойчивость):
  • IRF540N (100В, 44мОм) - универсальный MOSFET.
  • IRF740 (400В, 550мОм).

2. IGBT:

• IRGB series (Общего назначения):
  • IRGB4062DPBF (600В, 24А) - с быстрым диодом.
• IGBT с кремниевым диодом (Co-Pack Diode):
  • IKW40N120T2 (1200В, 40А) - для инверторов, приводов.

3. Драйверы MOSFET/IGBT (в TO-220-3 встречаются реже, обычно это силовые ключи):

• IR2110 (но это уже корпус DIP/SOIC) - как пример, но не в TO-220.

4. Выпрямительные диоды и диоды Шоттки:

• IDW10G65C5 (650В, 10А) - быстрый восстанавливающийся диод.

4. Совместимые модели (Second Source / Аналоги)

Совместимость определяется по электрическим характеристикам, характеристикам переключения и корпусу (pin-to-pin).

• Для MOSFET:

  • Основные конкуренты/производители аналогов: STMicroelectronics (ST), ON Semiconductor (ныне часть of onsemi), Vishay, Toshiba, Nexperia.
  • Пример замены: Infineon IRFZ44N можно заменить на:
    • STMicroelectronics: STP55NF06 (очень близкий аналог)
    • ON Semiconductor: FQP50N06
    • Vishay: SUD50N06-09
  • Важно: Всегда сверяться с даташитами, особенно по динамическим характеристикам (Q_g, C_iss), если схема чувствительна к скорости переключения.

• Для IGBT:

  • Основные конкуренты: Fuji Electric, Mitsubishi Electric, STMicroelectronics, ON Semiconductor.
  • Пример: Infineon IRGB4062DPBF может быть заменен на STMicroelectronics STGB10NB37LZ (хотя параметры требуют проверки).

Критические замечания при замене:

1. Проверка распиновки (Pinout): В 99% случаев для TO-220-3 она стандартна (G/D/S для MOSFET, G/C/E для IGBT), но бывают исключения, особенно в старых приборах.
2. Проверка максимальных ratings: Напряжение, ток, температура.
3. Анализ ключевых параметров для вашей схемы:
   • Для линейного режима (стабилизаторы): безопасная рабочая область (SOA).
   • Для ключевого режима (импульсные преобразователи): заряды затвора (Q_g, Q_gd), емкости, время переключения.
4. Тип внутреннего диода (для MOSFET): Скорость и характеристики body-diode важны для топологий с обратным ходом тока.

Рекомендация: Для подбора аналога всегда используйте параметрический поиск на сайтах дистрибьюторов (LCSC, Mouser, DigiKey, ChipFind) или специализированные сервисы (например, Octopart). Указывайте ключевые параметры: V<sub>DSS</sub>, I<sub>D</sub>, R<sub>DS(on)</sub> и корпус TO-220-3.