PD - 94966A IRF1010NPbF HEXFET® Power MOSFET (cid:1) Advanced Process Technology D (cid:1) Ultra Low On-Resistance V = 55V DSS (cid:1) Dynamic dv/dt Rating (cid:1) 175°C Operating Temperature R = 11mΩ (cid:1) Fast Switching DS(on) G (cid:1) Fully Avalanche Rated I = 85A(cid:1) (cid:1) Lead-Free D S Description Advanced HEXFET® Power MOSFETs from International Rectifier utilize advanced processing techniques to achieve extremely low on-resistance per silicon area. This benefit, combined with the fast switching speed and ruggedized device design that HEXFET power MOSFETs are well known for, provides the designer with an extremely efficient and reliable device for use in a wide variety of applications. The TO-220 package is universally preferred for all commercial-industrial applications at power dissipation levels to approximately 50 watts. The low thermal resistance and low package cost of the TO-220 contribute TO-220AB to its wide acceptance throughout the industry. Absolute Maximum Ratings Parameter Max. Units I @ T = 25°C Continuous Drain Current, V @ 10V 85(cid:1) D C GS I @ T = 100°C Continuous Drain Current, V @ 10V 60 A D C GS I Pulsed Drain Current (cid:2) 290 DM P @T = 25°C Power Dissipation 180 W D C Linear Derating Factor 1.2 W/°C V Gate-to-Source Voltage ± 20 V GS I Avalanche Current(cid:2) 43 A AR E Repetitive Avalanche Energy(cid:2) 18 mJ AR dv/dt Peak Diode Recovery dv/dt (cid:3) 3.6 V/ns T Operating Junction and -55 to + 175 J TSTG Storage Temperature Range °C Soldering Temperature, for 10 seconds 300 (1.6mm from case ) Mounting torque, 6-32 or M3 srew 10 lbf•in (1.1N•m) Thermal Resistance Parameter Typ. Max. Units RθJC Junction-to-Case ––– 0.85 RθCS Case-to-Sink, Flat, Greased Surface 0.50 ––– °C/W RθJA Junction-to-Ambient ––– 62 www.irf.com 1 (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:1)(cid:4)(cid:3)(cid:5)(cid:1)

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) Electrical Characteristics @ T = 25°C (unless otherwise specified) J Parameter Min. Typ. Max. Units Conditions V(BR)DSS Drain-to-Source Breakdown Voltage 55 ––– ––– V VGS = 0V, ID = 250µA ∆V(BR)DSS/∆TJ Breakdown Voltage Temp. Coefficient ––– 0.058 ––– V/°C Reference to 25°C, ID = 1mA RDS(on) Static Drain-to-Source On-Resistance ––– ––– 11 mΩ VGS = 10V, ID = 43A(cid:2)(cid:3) VGS(th) Gate Threshold Voltage 2.0 ––– 4.0 V VDS = VGS, ID = 250µA gfs Forward Transconductance 32 ––– ––– S VDS = 25V, ID = 43A(cid:3) IDSS Drain-to-Source Leakage Current ––– ––– 25 µA VDS = 55V, VGS = 0V ––– ––– 250 VDS = 44V, VGS = 0V, TJ = 150°C I Gate-to-Source Forward Leakage ––– ––– 100 nA VGS = 20V GSS Gate-to-Source Reverse Leakage ––– ––– -100 VGS = -20V Qg Total Gate Charge ––– ––– 120 ID = 43A Qgs Gate-to-Source Charge ––– ––– 19 nC VDS = 44V Qgd Gate-to-Drain ("Miller") Charge ––– ––– 41 VGS = 10V, See Fig. 6 and 13 td(on) Turn-On Delay Time ––– 13 ––– VDD = 28V tr Rise Time ––– 76 ––– ns ID = 43A td(off) Turn-Off Delay Time ––– 39 ––– RG = 3.6Ω tf Fall Time ––– 48 ––– VGS = 10V, See Fig. 10 (cid:3) L Internal Drain Inductance ––– (cid:10)(cid:11)(cid:12) ––– Between lead, D D 6mm (0.25in.) nH from package G L Internal Source Inductance ––– (cid:2)(cid:11)(cid:12) ––– S and center of die contact S Ciss Input Capacitance ––– 3210 ––– VGS = 0V Coss Output Capacitance ––– 690 ––– VDS = 25V Crss Reverse Transfer Capacitance ––– 140 ––– pF ƒ = 1.0MHz, See Fig. 5 E Single Pulse Avalanche Energy(cid:5) ––– 1030(cid:4)250(cid:5) mJ I = 4.3A, L = 270µH AS AS Source-Drain Ratings and Characteristics Parameter Min. Typ. Max. Units Conditions IS Continuous Source Current ––– ––– 85(cid:1) MOSFET symbol D (Body Diode) showing the (cid:6) ISM P(Buolsdeyd D Siooduerc)(cid:2)e Current ––– ––– 290 ipn-tne gjuranlc trieovne drsioede. G S VSD Diode Forward Voltage ––– ––– 1.3 V TJ = 25°C, IS = 43A, VGS = 0V (cid:4) trr Reverse Recovery Time ––– 69 100 ns TJ = 25°C, IF = 43A Qrr Reverse Recovery Charge ––– 220 230 nC di/dt = 100A/µs (cid:4) ton Forward Turn-On Time Intrinsic turn-on time is negligible (turn-on is dominated by LS+LD) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6) (cid:2)(cid:7)Repetitive rating; pulse width limited by (cid:3)ISD ≤(cid:7)43A(cid:8)(cid:7)di/d(cid:9)(cid:7)≤(cid:7)210A/µs, VDD(cid:1)≤(cid:7)V(BR)DSS, max. junction temperature. ( See fig. 11 ) T ≤ 175°C J (cid:5) Starting T = 25°C, L = 270µH (cid:4) Pulse width ≤ 400µs; duty cycle ≤ 2%. R = 25Ω,J I = 43A, V =10V (See Figure 12) (cid:6) This is a typical value at device destruction and represents G AS GS operation outside rated limits. (cid:7) This is a calculated value limited to TJ = 175°C . (cid:1) Calculated continuous current based on maximum allowable junction temperature. Package limitation current is 75A. 2 www.irf.com

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) 1000 1000 VGS VGS TOP 15V TOP 15V 10V 10V A) 87..00VV A) 87..00VV nt ( 65..05VV nt ( 65..05VV e 5.0V e 5.0V Curr 100 BOTTOM4.5V Curr 100 BOTTOM4.5V e e c c ur ur So So 4.5V n-to- 4.5V n-to- ai 10 ai 10 Dr Dr I , D I , D 20µs PULSE WIDTH 20µs PULSE WIDTH TJ = 25°C TJ = 175°C 1 1 0.1 1 10 100 0.1 1 10 100 VD S , Drain-to-Source Voltage (V) V D S , Drain-to-Source Voltage (V) Fig 1. Typical Output Characteristics Fig 2. Typical Output Characteristics 100 2.5 ID=85A e A) TJ = 25 ° C anc nt ( sist 2.0 Source Curre 10 TJ = 175 ° C Source On Remalized) 1.5 Drain-to- Drain-to-(Nor 1.0 I , D V20 D µ Ss =P U25LVSE WIDTH R , DS(on) 0.5 VGS=10V 1 0.0 4 6 8 10 12 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100120140160180 VG S , Gate-to-Source Voltage (V) TJ , Junction Temperature ( ° C) Fig 3. Typical Transfer Characteristics Fig 4. Normalized On-Resistance Vs. Temperature www.irf.com 3

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) 20 6000 ID=43A VGS = 0V, f = 1 MHZ Ciss = Cgs + Cgd, Cds SHORTED V) VDS= 44V 5000 CCrossss == CCgdds + Cgd age ( 16 VVDDSS== 1217VV Fp)4000 Ciss Volt e( e 12 anc urc CCapact, i23000000 Coss ate-to-So 8 G 1000 Crss V , GS 4 FOR TEST CIRCUIT 0 SEE FIGURE 1 3 0 1 10 100 0 20 40 60 80 100 120 Q , Total Gate Charge (nC) V , Drain-to-Source Voltage (V) G DS Fig 5. Typical Capacitance Vs. Fig 6. Typical Gate Charge Vs. Drain-to-Source Voltage Gate-to-Source Voltage 1000 1000 A) OPERATION IN THIS AREA ent ( 100 A) LIMITED BY RDS(on) Curr TJ = 175 ° C en(t ain Curr100 Dr 10 e 100µsec se ucr er So ev o- I , RSD 1 TJ = 25 ° C Danr- t, iD 10 Tc = 25°C 1msec I V G S = 0 V Tj = 175°C 10msec 0.1 Single Pulse 0.0 0.6 1.2 1.8 2.4 1 V ,Source-to-Drain Voltage (V) SD 1 10 100 1000 V , Drain-toSource Voltage (V) DS Fig 7. Typical Source-Drain Diode Fig 8. Maximum Safe Operating Area Forward Voltage 4 www.irf.com

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) 100 (cid:14) (cid:2) (cid:13) LIMITED BY PACKAGE (cid:2)(cid:3) (cid:13) (cid:21)(cid:3) 80 (cid:15)(cid:11)(cid:16)(cid:11)(cid:17)(cid:11) (cid:14) ) (cid:21) nt (A +-(cid:13)(cid:2)(cid:2) e 60 urr (cid:13)(cid:21)(cid:3) C n (cid:4)(cid:2)(cid:5)(cid:5)(cid:6)(cid:12)(cid:7)(cid:15)(cid:8)(cid:1)(cid:16)(cid:1)(cid:9)(cid:17)(cid:18)(cid:10)(cid:12)(cid:11)(cid:19)(cid:12)(cid:20)(cid:13)(cid:1)(cid:1)≤≤ 01. 1(cid:14) %(cid:7) ai r 40 D I , D (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:4)(cid:8)(cid:9)(cid:1)(cid:10)(cid:4)(cid:11)(cid:12)(cid:1)(cid:10)(cid:12)(cid:13)(cid:5)(cid:1)(cid:14)(cid:4)(cid:15)(cid:6)(cid:16)(cid:4)(cid:5) 20 VDS 90% 0 25 50 75 100 125 150 175 T , Case Temperature ( ° C) C 10% Fig 9. Maximum Drain Current Vs. VGS Case Temperature td(on) tr td(off) tf (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:9)(cid:8)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:4)(cid:8)(cid:9)(cid:1)(cid:10)(cid:4)(cid:11)(cid:12)(cid:1)(cid:17)(cid:18)(cid:19)(cid:12)(cid:20)(cid:21)(cid:15)(cid:11)(cid:13) 1 ) D = 0.50 Z thJC ( 0.20 e s n o 0.10 p 0.1 s e mal R 00..0025 (THESRINMGALLE R PEUSLPSOENSE) PDM t1 r e 0.01 h t2 T Notes: 1. Duty factor D = t 1 / t2 2. Peak TJ=PDMx ZthJC+ TC 0.01 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 t1 , Rectangular Pulse Duration (sec) Fig 11. Maximum Effective Transient Thermal Impedance, Junction-to-Case www.irf.com 5

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) 500 15V J) ID m TOP 18A ( y 30A g VDS L DRIVER ner 400 BOTTOM 43A E e h RG D.U.T +- VDD anc 300 IAS A al 2V0GVS tp 0.01Ω e Av 200 s (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:11)(cid:7)(cid:8)(cid:4)(cid:1)(cid:25)(cid:8)(cid:6)(cid:26)(cid:18)(cid:11)(cid:27)(cid:12)(cid:28)(cid:1)(cid:29)(cid:8)(cid:28)(cid:16)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:19)(cid:12)(cid:1)(cid:10)(cid:12)(cid:13)(cid:5)(cid:1)(cid:14)(cid:4)(cid:15)(cid:6)(cid:16)(cid:4)(cid:5) Pul e gl n 100 tp V(BR)DSS E , SiAS 0 25 50 75 100 125 150 175 Starting T , Junction Temperature ( ° C) J (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:11)(cid:12)(cid:8)(cid:1)(cid:1)(cid:30)(cid:18)(cid:31)(cid:4)(cid:11)(cid:16)(cid:11)(cid:1) (cid:19)(cid:18)(cid:26)(cid:18)(cid:8)(cid:6)(cid:7)(cid:12)(cid:1)!(cid:8)(cid:12)(cid:15)(cid:9)" (cid:22)(cid:13)#(cid:1)$(cid:15)(cid:18)(cid:4)(cid:8)(cid:1)(cid:14)(cid:16)(cid:15)(cid:15)(cid:12)(cid:8)(cid:5) IAS (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:11)(cid:9)(cid:8)(cid:4)(cid:1)(cid:25)(cid:8)(cid:6)(cid:26)(cid:18)(cid:11)(cid:27)(cid:12)(cid:28)(cid:1)(cid:29)(cid:8)(cid:28)(cid:16)(cid:6)(cid:5)(cid:4)(cid:19)(cid:12)(cid:1)(cid:17)(cid:18)(cid:19)(cid:12)(cid:20)(cid:21)(cid:15)(cid:11)(cid:13) Current Regulator Same Type as D.U.T. 50KΩ 12V .2µF QG .3µF (cid:22) + (cid:1)(cid:2) D.U.T. -VDS Q Q GS GD VGS V G 3mA IG ID Charge Current Sampling Resistors (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:10)(cid:7)(cid:8)(cid:4)(cid:1)(cid:24)(cid:18)(cid:13)(cid:4)(cid:6)(cid:1)(cid:23)(cid:18)(cid:5)(cid:12)(cid:1)(cid:14)(cid:7)(cid:18)(cid:15)(cid:9)(cid:12)(cid:1)(cid:17)(cid:18)(cid:19)(cid:12)(cid:20)(cid:21)(cid:15)(cid:11) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:10)(cid:9)(cid:8)(cid:4)(cid:1)(cid:23)(cid:18)(cid:5)(cid:12)(cid:1)(cid:14)(cid:7)(cid:18)(cid:15)(cid:9)(cid:12)(cid:1)(cid:10)(cid:12)(cid:13)(cid:5)(cid:1)(cid:14)(cid:4)(cid:15)(cid:6)(cid:16)(cid:4)(cid:5) 6 www.irf.com

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:2)(cid:5)(cid:10)(cid:2)(cid:11)(cid:8)(cid:12)(cid:2)(cid:13)(cid:14)(cid:5)(cid:9)(cid:12)(cid:15)(cid:9)(cid:16)(cid:5)(cid:17)(cid:2)(cid:18)(cid:16)(cid:5)(cid:19)(cid:7)(cid:13)(cid:11)(cid:20)(cid:7)(cid:16) + $"(cid:23)(cid:20)(cid:29)"(cid:9)(cid:7)%(cid:31)(cid:27)(cid:21)(cid:29)(cid:9)(cid:7)$(cid:21)(cid:22)#"(cid:18)(cid:25)(cid:23)(cid:31)(cid:9)"(cid:21)(cid:22)# (cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:8)(cid:10)% • (cid:7)%(cid:21)&(cid:7)’(cid:9)(cid:23)(cid:31)(cid:27)(cid:7)(cid:28)(cid:22)(cid:18)(cid:29)(cid:20)(cid:9)(cid:31)(cid:22)(cid:20)(cid:25) (cid:7)(cid:7) • ((cid:23)(cid:21)(cid:29)(cid:22)(cid:18)(cid:7))(cid:24)(cid:31)(cid:22)(cid:25) (cid:3) (cid:7)(cid:7) • %(cid:21)&(cid:7)%(cid:25)(cid:31)*(cid:31)+(cid:25)(cid:7)(cid:28)(cid:22)(cid:18)(cid:29)(cid:20)(cid:9)(cid:31)(cid:22)(cid:20)(cid:25) (cid:7)(cid:7)(cid:7)(cid:7)(cid:7)(cid:7)$(cid:29)(cid:23)(cid:23)(cid:25)(cid:22)(cid:9)(cid:7)(cid:17)(cid:23)(cid:31)(cid:22)#,(cid:21)(cid:23)-(cid:25)(cid:23) - + (cid:5) (cid:4) - + - (cid:2) (cid:14)(cid:21) • (cid:18)(cid:19)(cid:3)(cid:18)(cid:9)(cid:7)(cid:20)(cid:21)(cid:22)(cid:9)(cid:23)(cid:21)(cid:24)(cid:24)(cid:25)(cid:18)(cid:7)(cid:26)(cid:27)(cid:7)(cid:14)(cid:21) + • (cid:28) (cid:7)(cid:20)(cid:21)(cid:22)(cid:9)(cid:23)(cid:21)(cid:24)(cid:24)(cid:25)(cid:18)(cid:7)(cid:26)(cid:27)(cid:7)(cid:15)(cid:29)(cid:9)(cid:27)(cid:7)(cid:30)(cid:31)(cid:20)(cid:9)(cid:21)(cid:23)(cid:7) (cid:15) (cid:13) • (cid:15)(cid:3)(cid:11)(cid:2)(cid:16)(cid:11)(cid:17)(cid:11)(cid:7)!(cid:7)(cid:15)(cid:25)(cid:19)"(cid:20)(cid:25)(cid:7)(cid:16)(cid:22)(cid:18)(cid:25)(cid:23)(cid:7)(cid:17)(cid:25)#(cid:9) - (cid:2)(cid:2) (cid:13) (cid:21)(cid:3) %(cid:7)(cid:7)(cid:14)(cid:25)(cid:19)(cid:25)(cid:23)#(cid:25)(cid:7))(cid:21)(cid:24)(cid:31)(cid:23)"(cid:9)(cid:27)(cid:7)(cid:21),(cid:7)(cid:15)(cid:11)(cid:16)(cid:11)(cid:17)(cid:7),(cid:21)(cid:23)(cid:7))!$.(cid:31)(cid:22)(cid:22)(cid:25)(cid:24) Driver Gate Drive P.W. Period D = P.W. Period (cid:1)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:4)(cid:4)(cid:4) V =10V GS D.U.T. I Waveform SD Reverse Recovery Body Diode Forward Current Current di/dt D.U.T. V Waveform DS Diode Recovery dv/dt (cid:1)(cid:2)V(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:3) DD Re-Applied Voltage Body Diode Forward Drop Inductor Curent &(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)’ Ripple ≤ 5% ISD %%%(cid:7)(cid:13) (cid:7)/(cid:7)(cid:12)(cid:11)(cid:1)(cid:13)(cid:7),(cid:21)(cid:23)(cid:7)%(cid:21)+"(cid:20)(cid:7)%(cid:25)(cid:19)(cid:25)(cid:24)(cid:7)(cid:31)(cid:22)(cid:18)(cid:7)0(cid:13)(cid:7)(cid:15)(cid:23)"(cid:19)(cid:25)(cid:7)(cid:15)(cid:25)(cid:19)"(cid:20)(cid:25)# (cid:21)(cid:3) (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:8)(cid:4)For N-channel(cid:1)HEXFET® power MOSFETs www.irf.com 7

(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:3) (cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:8)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:2)(cid:12)(cid:13)(cid:25)(cid:17)(cid:13)(cid:20)(cid:26)(cid:2)(cid:6)(cid:27)(cid:15)(cid:28)(cid:18)(cid:19)(cid:26) (cid:29)(cid:18)(cid:24)(cid:26)(cid:19)(cid:30)(cid:18)(cid:23)(cid:19)(cid:30)(cid:2)(cid:13)(cid:14)(cid:26)(cid:2)(cid:30)(cid:31)(cid:23) (cid:19)(cid:2)(cid:18)(cid:19)(cid:2)(cid:24)(cid:18)(cid:28)(cid:28)(cid:18)(cid:24)(cid:26)(cid:15)(cid:26)(cid:14)(cid:30)(cid:2)!(cid:18)(cid:19)(cid:25)(cid:31)(cid:26)(cid:30)" (cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:8)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:2)(cid:12)(cid:13)(cid:14)(cid:15)(cid:2)(cid:16)(cid:13)(cid:14)(cid:17)(cid:18)(cid:19)(cid:20)(cid:2)(cid:21)(cid:19)(cid:22)(cid:23)(cid:14)(cid:24)(cid:13)(cid:15)(cid:18)(cid:23)(cid:19) EXAMPLE: THIS IS AN IRF1010 LOT CODE 1789 INTERNATIONAL PART NUMBER ASSEMBLED ON WW 19, 2000 RECTIFIER IN THE ASSEMBLY LINE "C" LOGO DATE CODE YEAR 0 = 2000 Note: "P" in assembly line position ASSEMBLY indicates "Lead - Free" LOT CODE WEEK 19 LINE C Notes: 1. For an Automotive Qualified version of this part please see http://www.irf.com/product-info/auto/ 2. For the most current drawing please refer to IR website at http://www.irf.com/package/ Data and specifications subject to change without notice. This product has been designed and qualified for the Industrial market. Qualification Standards can be found on IR’s Web site. IR WORLD HEADQUARTERS: 233 Kansas St., El Segundo, California 90245, USA Tel: (310) 252-7105 TAC Fax: (310) 252-7903 Visit us at www.irf.com for sales contact information. 07/2010 8 www.irf.com

Mouser Electronics Authorized Distributor Click to View Pricing, Inventory, Delivery & Lifecycle Information: I nfineon: IRF1010NPBF