HGTD1N120BNS9A 产品概述

一、产品简介

HGTD1N120BNS9A 是 ON(安森美) 推出的高压 NPT（非穿通型）IGBT 器件，封装为 TO-252AA（表面贴装小功率封装）。该器件额定集-射极击穿电压 Vces 为 1.2kV，连续集电极电流 Ic 为 5.3A，器件耗散功率 Pd 为 60W（在适当散热条件下）。适合高压中小功率开关场合，如电源逆变、功率因数校正（PFC）、轻载电机驱动与中小功率开关电源等。

二、主要电气参数

• 集-射极击穿电压 Vces：1.2 kV
• 连续集电极电流 Ic：5.3 A
• 最大耗散功率 Pd：60 W
• 集射极饱和电压 VCE(sat)：2.9 V @ Ic=1.0 A, Vge=15 V
• 栅极阈值电压 Vge(th)：6 V @ Ig=50 μA（高阈值，需足够门极驱动）
• 栅极总电荷 Qg：14 nC
• 开关延迟/时间：Td(on)=15 ns，Td(off)=67 ns
• 导通/关断能量损耗：Eon=70 μJ，Eoff=90 μJ（每次开关事件）
• 工作结温范围：-55 ℃ ～ +150 ℃（Tj）
• 封装：TO-252AA（表面贴装）

三、性能与特点

• 高耐压（1.2 kV），适合中高压电路。
• NPT 结构在轻载时导通特性稳定，适用于中低频开关工况。
• VCE(sat) 在 1 A 时约 2.9 V，说明在轻载下仍有一定导通损耗，设计时需考虑导通功耗。
• 开关速度适中（Td(on)/Td(off) 短），结合给定的开关能量 Eon/Eoff 可用于中高频开关，但仍需评估总开关损耗。
• 封装体积小，便于紧凑设计，但散热依赖 PCB 与散热措施。

四、典型损耗估算（示例）

• 单次开关能量总和：Eon+Eoff = 160 μJ。
• 若工作频率 f = 50 kHz，则开关损耗约 Psw = 160 μJ × 50 kHz = 8 W。
• 在 Ic=1 A 时，导通损耗约 Pcond = VCE(sat) × Ic = 2.9 V × 1 A = 2.9 W。
  以上示例用于概念估算，实际损耗随电流、温度和驱动条件变化，应结合具体波形与测量修正。

五、驱动与保护建议

• 推荐门极驱动电压 15 V（与规格 VCE(sat) 测试条件一致），由于 Vge(th) 较高（6 V），驱动器要能可靠提供 15 V 并具备足够峰值驱动电流以控制开关过渡。
• 栅极电荷 Qg=14 nC，选择门极电阻以兼顾开关速度与过渡损耗/电磁干扰（EMI）；若需限制 di/dt，可适当增加 Rg。
• 必须配置抗过压保护（如 RC 吸收、缓冲网络或TVS）以抑制集电极电压尖峰，特别是在高压应用中。
• 考虑器件的短路与过热保护策略，避免长时间在高结温下运行。

六、封装与热管理

TO-252AA 封装适合表面贴装，但散热能力受限。为保证 Pd=60 W 的额定，需良好 PCB 散热设计：采用大面积铜箔、热盲孔或导热件，必要时配合散热片或背面导热介质。注意结温随功率和热阻显著升高，建议在工程设计中进行热仿真与测试验证。

七、选型注意事项

• 若工作电流常态高于几安培或持续高占空比，应优先评估热阻与散热方案，或选用更大电流等级封装。
• 高阈值特性要求驱动电路具备充足的门极电压与瞬态电流能力。
• 在高频或高 dv/dt 环境下，结合 Eon/Eoff 与系统频率计算开关损耗，确认散热裕量。

总结：HGTD1N120BNS9A 是一款适合中小功率、高压应用的 NPT 型 IGBT，封装紧凑、开关性能适中。在设计中需重视门极驱动、过压吸收与热管理，以发挥器件性能并保证可靠性。