HiPerFETTM                                                                                                     V  DSS           I  D25     R       DS(on)

Power MOSFETs                                                          IXFK 90                 N 20         200 V               90 A       23 mW

                                                                       IXFN 100 N 20                        200 V               100 A      23 mW

N-Channel Enhancement Mode                                             IXFN 106 N 20                        200 V               106 A      20 mW

Avalanche Rated, High dv/dt, Low trr                                                                              trr ￡ 200 ns

                                                                                                            TO-264 AA

Symbol         Test Conditions                                         Maximum Ratings                      TO-264 AA (IXFK)

                                                                       IXFK         IXFN            IXFN

                                                                       90N20        100N20     106N20

VDSS           TJ       = 25°C to 150°C                                200                200       200 V                                              (TAB)

VDGR           TJ       = 25°C to 150°C; RGS = 1 MW                    200                200       200 V                 G

                                                                                                                                D  S

VGS            Continuous                                              ±20                ±20       20 V

VGSM           Transient                                               ±30                ±30       20 V    miniBLOC, SOT-227 B (IXFN)

                                                                                                                  E153432                  S

ID25           TC       = 25°C, Chip capability                        90 ?               100       106 A

I              T        = 80°C, limited by external leads              76                 -         A                  D                G

   D80            C

IDM            T  C     =  25°C,  pulse  width   limited  by  T  JM    360                400       424 A

I              T        = 25°C                                         50                 50        A       G

AR               C                                                                                                                                        S

EAR            TC       = 25°C                                         30                 30     30 mJ      S                                      D

                                                                                                                       S

dv/dt          IS       ￡ IDM, di/dt ￡ 100 A/ms, VDD ￡ VDSS,           5                  5         5 V/ns

               TJ ￡ 150°C, RG = 2 W                                                                         G = Gate                    D = Drain

                                                                                                            S = Source                  TAB = Drain

PD             TC       = 25°C                                         500                520       W       Either Source terminal at miniBLOC can be  used

T                                                                      -55 ... +150                 °C      as Main or Kelvin Source

   J

TJM                                                                                 150             °C

Tstg                                                                   -55 ... +150                 °C      Features

                                                                                                            l  International standard packages

TL             1.6 mm (0.063 in) from case for 10 s                    300                -         °C      q JEDEC TO-264 AA, epoxy meet

VISOL          50/60 Hz, RMS             t = 1 min                     -            2500            V~         UL 94 V-0, flammability classification

               I        ￡  1  mA         t=1s                          -            3000            V~      q miniBLOC with Aluminium nitride

                  ISOL                                                                                         isolation

Md             Mounting torque                                         0.9/6        1.5/13     Nm/lb.in.    q  Low R            HDMOSTM process

                                                                                                                       DS (on)

               Terminal connection torque                              -            1.5/13     Nm/lb.in.    q  Rugged polysilicon gate cell structure

Weight                                                                 10                 30        g       q Unclamped Inductive Switching (UIS)

                                                                                                               rated

                                                                                                            q Low package inductance

                                                                                                            q Fast intrinsic Rectifier

Symbol         Test Conditions                                         Characteristic Values

                                                          (TJ = 25°C, unless otherwise specified)           Applications

                                                                       min.         typ.  max.              q  DC-DC converters

                                                                                                            q  Synchronous rectification

VDSS           VGS      = 0 V, ID = 1 mA                               200                          V       q  Battery chargers

VGH(th)        VDS      = VGS, ID = 8 mA                               2                       4    V       q  Switched-mode and resonant-mode

IGSS           VGS      = ±20 VDC, VDS = 0                                                ±200      nA         power supplies

                                                                                                            q  DC choppers

IDSS           VDS      = 0.8 ? VDSS                  TJ = 25°C                                400  mA      q  Temperature and lighting controls

               VGS      =0V                           TJ = 125°C                               2    mA      q  Low voltage relays

R  DS(on)      V   GS   = 10 V, I  D  = 0.5 ? I  D25                                                        Advantages

               Pulse test, t ￡ 300 ms,                IXFK90N20                           0.023     W       q  Easy to mount

               duty cycle d ￡ 2 %                     IXFN100N20                          0.023     W       q  Space savings

                                                      IXFN106N20                          0.020     W       q  High power density

IXYS reserves  the right to change limits, test       conditions, and  dimensions.                                                         92804H (7/97)

© 2000 IXYS    All rights reserved                                                                                                                     1-4
                                                                   IXFK100N20                    IXFN90N20                              IXFN106N20

Symbol        Test Conditions                                            Characteristic Values   TO-264 AA Outline

                                                (TJ = 25°C, unless otherwise specified)

                                                                   min.    typ.       max.

gfs           VDS   = 10 V; ID = 0.5 ? ID25, pulse test                    60               S

Ciss                                                                       9000             pF

Coss                VGS    = 0 V, VDS = 25 V, f = 1 MHz                    1600             pF

Crss                                                                       590              pF

td(on)                                                                     30               ns

tr                  VGS    = 10 V, VDS = 0.5 ? VDSS, ID =  0.5  ?  ID25    80               ns

td(off)             RG = 1 W (External),                                   75               ns              Dim.                  Millimeter       Inches

tf                                                                         30               ns                    Min.                  Max.       Min.    Max.

                                                                                                            A     4.82                  5.13       .190    .202

Qg(on)                                                                     380              nC              A1    2.54                  2.89       .100    .114

                                                                                                            A2    2.00                  2.10       .079    .083

Qgs                 VGS    = 10 V, VDS = 0.5 ? VDSS, ID =  0.5  ?  ID25    70               nC              b     1.12                  1.42       .044    .056

                                                                                                            b1    2.39                  2.69       .094    .106

Qgd                                                                        190              nC              b2    2.90                  3.09       .114    .122

                                                                                                            c     0.53                  0.83       .021    .033

                                                                                                            D     25.91                 26.16      1.020   1.030

RthJC         TO-264 AA                                                               0.25  K/W             E     19.81                 19.96      .780    .786

                                                                                                            e                     5.46 BSC         .215 BSC

RthCK         TO-264 AA                                                    0.15             K/W             J     0.00                  0.25       .000    .010

                                                                                                            K     0.00                  0.25       .000    .010

RthJC         miniBLOC, SOT-227 B                                                     0.24  K/W             L     20.32                 20.83      .800    .820

                                                                                                            L1    2.29                  2.59       .090    .102

RthCK         miniBLOC, SOT-227 B                                          0.05             K/W             P     3.17                  3.66       .125    .144

                                                                                                            Q     6.07                  6.27       .239    .247

                                                                                                            Q1    8.38                  8.69       .330    .342

                                                                                                            R     3.81                  4.32       .150    .170

Source-Drain  Diode                                                      Characteristic Values              R1    1.78                  2.29       .070    .090

                                                                                                            S     6.04                  6.30       .238    .248

                                                (TJ = 25°C,     unless otherwise specified)                 T     1.57                  1.83       .062    .072

Symbol        Test Conditions                                      min.    typ.       max.

IS            VGS   =0V                         IXFK90N20                             90    A    miniBLOC, SOT-227 B

                                                IXFN100N20                            100   A

                                                IXFN106N20                            106   A

                                                IXFK90N20

ISM           Repetitive;                       IXFN100N20                            360   A

              pulse width limited       by TJM  IXFN106N20                            424   A

V   SD        I  F  = 100 A, V  GS  =0  V,                                            1.5   V

              Pulse test, t ￡ 300       ms, duty cycle d ￡ 2 %

trr                                                                                   200   ns

QRM                 IF = 50 A, -di/dt   = 100 A/ms, VR = 100 V             3                mC

IRM                                                                        38               A               M4 screws (4x) supplied

                                                                                                            Dim.                  Millimeter       Inches

                                                                                                                                  Min.  Max.       Min.    Max.

                                                                                                               A  31.50                 31.88      1.240   1.255

                                                                                                               B                  7.80  8.20       0.307   0.323

                                                                                                               C                  4.09  4.29       0.161   0.169

                                                                                                               D                  4.09  4.29       0.161   0.169

                                                                                                               E                  4.09  4.29       0.161   0.169

                                                                                                               F  14.91                 15.11      0.587   0.595

                                                                                                               G  30.12                 30.30      1.186   1.193

                                                                                                               H  38.00                 38.23      1.496   1.505

                                                                                                               J  11.68                 12.22      0.460   0.481

                                                                                                               K                  8.92  9.60       0.351   0.378

                                                                                                               L                  0.76  0.84       0.030   0.033

                                                                                                               M  12.60                 12.85      0.496   0.506

                                                                                                               N  25.15                 25.42      0.990   1.001

                                                                                                               O                  1.98  2.13       0.078   0.084

                                                                                                               P                  4.95  5.97       0.195   0.235

                                                                                                               Q  26.54                 26.90      1.045   1.059

                                                                                                               R                  3.94  4.42       0.155   0.174

                                                                                                               S                  4.72  4.85       0.186   0.191

                                                                                                               T  24.59                 25.07      0.968   0.987

                                                                                                               U  -0.05                       0.1  -0.002  0.004

© 2000 IXYS All rights reserved                 IXYS MOSFETS and IGBTs are covered by one or more of the following U.S. patents:                                  2-4

                                                4,835,592       4,881,106  5,017,508  5,049,961  5,187,117  5,486,715

                                                4,850,072       4,931,844  5,034,796  5,063,307  5,237,481  5,381,025
                                                                                   IXFK100N20                             IXFN90N20                         IXFN106N20

                      Fig. 1     Output      Characteristics                                                     Fig.  2    Input Admittance

                 200                                         9V                                            200

                 180                    VGS  = 10V                                                         180

                      TJ = 25°C                              8V

                 160                                         7V                                            160

   Amperes       140                                                               Amperes                 140                               TJ = 25°C

                 120                                                          6V                           120

                 100                                                                                       100

   -             80                                                                -                       80

   ID                                                                              ID                      60

                 60

                 40                                                           5V                           40

                 20                                                                                        20

                 0                                                                                         0

                      0  1       2      3    4    5   6      7        8  9    10                                 0     1    2         3  4   5          6   7  8      9  10

                                             VDS - Volts                                                                                 VGS - Volts

                      Fig.   3   RDS(on)   vs. Drain Current                                                     Fig.  4  Temperature Dependence

                 2.6                                                                                       2.50           of Drain to Source Resistance

                         TJ  = 25°C

                 2.4                                                                                       2.25

   Normalized    2.2                                                               Normalized              2.00

                 2.0                                                                                       1.75

                 1.8                              VGS = 10V                                                                                  ID = 53A

                                                                                                           1.50

   -             1.6                                                               -

   RDS(on)       1.4                                                               RDS(on)                 1.25

                 1.2                                                                                       1.00

                 1.0                                       VGS = 15V                                       0.75

                 0.8                                                                                       0.50

                      0      50      100     150      200    250         300  350                          -50         -25         0     25  50         75  100   125    150

                                           ID - Amperes                                                                                  TJ - Degrees C

                      Fig. 5     Drain Current vs.                                                               Fig.  6 Temperature Dependence of

                                 Case Temperature                                                                         Breakdown and Threshold Voltage

                 120                                                                                       1.2

                                 106N20                                                                                   VGS(th)                              BVDSS

                 100                                                                                       1.1

                 80              90N20                                             BV/VG(th) - Normalized  1.0

   ID - Amperes                                                                                            0.9

                 60

                                                                                                           0.8

                 40                                                                                        0.7

                 20                                                                                        0.6

                 0                                                                                         0.5

                 -50     -25         0     25     50  75     100         125  150                          -50         -25         0     25  50         75  100   125    150

                                           TC - Degrees C                                                                                TJ - Degrees C

©  2000 IXYS All rights reserved                                                                                                                                              3-4
                                                                                       IXFK100N20                    IXFN90N20                   IXFN106N20

                                 Fig.7        Gate Charge Characteristic Curve                                Fig.8  Capacitance        Curves

                                                                                                      9000                              Ciss

                           14                                                                         8000

                                    VDS = 100V

                           12       ID = 50A                                                          7000

                           10       IG = 10mA                                          pF             6000                f = 1MHz

   VGE - Volts                                                                         Capacitance -                      VDS = 25V

                           8                                                                          5000

                           6                                                                          4000

                                                                                                      3000                              Coss

                           4                                                                          2000

                           2                                                                          1000                              Crss

                           0                                                                          0

                                 0  50         100  150     200  250  300   350   400                         0      5              10  15       20  25

                                              Gate  Charge - nCoulombs                                                              VDS - Volts

                                 Fig.9        Source Current vs. Source

                           100                to Drain Voltage

                           80

   ID - Amperes            60                   TJ = 125°C

                           40

                                                                 TJ = 25°C

                           20

                           0

                           0.4                 0.6          0.8       1.0         1.2

                                                    VSD     -  Volts

                                 Fig.10        Transient    Thermal Impedance

                           0.5

   Thermal Response - K/W  0.1

                           0.01

                           0.001                                            0.01                                     0.1                             1

                                                                                       Pulse Width - Seconds

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