IEC 60747-9:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
60747-9
STANDARD
Première édition
First edition
1998-08
Dispositifs à semiconducteurs –
Dispositifs discrets –
Partie 9:
Transistors bipolaires à grille isolée (IGBT)
Semiconductor devices –
Discrete devices –
Part 9:
Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)

Numéro de référence
Reference number
CEI / IEC 60747-9:1998
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60 000. issued with a designation in the 60 000 series.

Publications consolidées Consolidated publications

Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications

la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-

publication de base incorporant l’amendement 1, et porating amendment 1 and the base publication

la publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de re- Information relating to the date of the reconfirmation of
confirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical com-
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des mittee which has prepared this publication, as well as
publications établies, se trouvent dans les documents the list of publications issued, is to be found at the
ci-dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60 050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
60747-9
STANDARD
Première édition
First edition
1998-08
Dispositifs à semiconducteurs –
Dispositifs discrets –
Partie 9:
Transistors bipolaires à grille isolée (IGBT)
Semiconductor devices –
Discrete devices –
Part 9:
Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)

 IEC 1998 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical,
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copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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Commission Electrotechnique Internationale
PRICE CODE U
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 60747-9 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d'application . 8

2 Références normatives. 8
3 Définitions. 8
3.1 Termes généraux . 8
3.2 Termes relatifs aux valeurs limites et aux caractéristiques; tensions et courants. 10
3.3 Termes relatifs aux valeurs limites et caractéristiques; autres caractéristiques. 12
4 Symboles littéraux. 14
4.1 Généralités . 14
4.2 Autres indices généraux . 14
4.3 Liste des symboles littéraux . 14
5 Valeurs limites et caractéristiques essentielles . 18
5.1 Généralités . 18
5.2 Conditions pour les valeurs limites . 18
5.3 Valeurs limites . 18
5.4 Caractéristiques. 20
6 Méthodes de mesure. 26
6.1 Généralités . 26
6.2 Méthodes de mesure. 28
7 Réception et fiabilité. 48
Annexe A (informative) – Symbole graphique des transistors bipolaires à grille isolée
proposé par le sous-comité 47E. 50

60747-9  IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope . 9

2 Normative references . 9
3 Definitions. 9
3.1 General terms . 9
3.2 Terms related to ratings and characteristics; voltages and currents . 11
3.3 Terms related to ratings and characteristics; other characteristics . 13
4 Letter symbols. 15
4.1 General. 15
4.2 Additional general subscripts. 15
4.3 List of letter symbols . 15
5 Essential ratings and characteristics. 19
5.1 General. 19
5.2 Rating conditions . 19
5.3 Ratings (limiting values) . 19
5.4 Characteristics . 21
6 Methods of measurement . 27
6.1 General. 27
6.2 Measuring methods. 29
7 Acceptance and reliability. 49
Annex A (informative) – Graphical symbol of IGBT proposed by subcommittee 47E. 51

– 4 – 60747-9 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

––––––––––
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS – DISPOSITIFS DISCRETS –

Partie 9: Transistors bipolaires à grille isolée (IGBT)

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60747-9 a été établie par le sous-comité 47E: Dispositifs discrets
à semiconducteurs, du comité d'études 47 de la CEI: Dispositifs à semiconducteurs.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47E/109/FDIS 47E/115/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
La présente norme doit être lue conjointement avec la CEI 60747-1.
L'annexe A est donnée à titre d'information uniquement.

60747-9  IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

––––––––––––
SEMICONDUCTOR DEVICES – DISCRETE DEVICES –

Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60747-9 has been prepared by subcommittee 47E: Discrete
semiconductor devices, of IEC technical committee 47: Semiconductor devices.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47E/109/FDIS 47E/115/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This standard is to be read in conjunction with IEC 60747-1.
Annex A is for information only.

– 6 – 60747-9 © CEI:1998
INTRODUCTION
L'utilisation des transistors bipolaires à grille isolée est exclusivement réservée aux

applications de commutation de puissance. Leur utilisation dans le cadre de l'amplification

proportionnelle n'est pas prévue car le courant collecteur augmente avec la température pour

une tension de grille constante, ce qui provoquerait un emballement thermique dans cette
application. Dans le cas d'une application de commutation, le courant collecteur au cours des
intervalles à l'état passant est indiqué par la tension d'alimentation et la caractéristique de

charge, et la contrainte exercée sur le transistor bipolaire à grille isolée est contrôlée par la

durée d'impulsion et la fréquence de répétition.
L'utilisateur trouvera dans la CEI 60747-1 toutes les informations de base concernant les
points suivants:
– terminologie;
– symboles littéraux;
– valeurs limites et caractéristiques essentielles;
– méthodes de mesure;
– réception et fiabilité;
– dispositifs sensibles aux décharges électrostatiques.

60747-9  IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
IGBTs are in use exclusively in power switching applications. Their use for proportional

amplification is not provided because the collector current rises with temperature at constant

gate voltage which would cause thermal runaway in this application. In switching applications

the collector current during the on-state intervals is given by the supply voltage and the load
characteristic, and the stress on the IGBT is controlled by the pulse duration and repetition
frequency.
In IEC 60747-1 the user will find all basic information on:
– terminology;
– letter symbols;
– essential ratings and characteristics;
– measuring methods;
– acceptance and reliability;
– electrostatic-sensitive devices.

– 8 – 60747-9 © CEI:1998
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS – DISPOSITIFS DISCRETS –

Partie 9: Transistors bipolaires à grille isolée (IGBT)

1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60747 spécifie la terminologie, les symboles littéraux, les valeurs

limites et caractéristiques essentielles ainsi que les méthodes de mesure pour les transistors

bipolaires à grille isolée.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 60747.
Au moment de sa publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document
normatif est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie
de la CEI 60747 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus
récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60617-5:1996, Symboles graphiques pour schémas – Partie 5: Semiconducteurs et tubes
électroniques
CEI 60747-1:1983, Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs discrets et circuits intégrés –
Partie 1: Généralités
CEI 60747-2:1983, Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs discrets et circuits intégrés –
Partie 2: Diodes de redressement
3 Définitions
Pour les besoins de la présente norme, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1 Termes généraux
3.1.1
transistor bipolaire à grille isolée, IGBT
Transistor fourni pour la commutation de puissance, possédant une jonction PN ainsi qu'un
canal de conduction, et dans lequel le courant traversant le canal et la jonction est déclenché
par un champ électrique généré par une tension appliquée entre les bornes de la grille et de
l'émetteur et coupé en supprimant cette tension.
NOTE – La tension collecteur-émetteur étant appliquée, la jonction PN est polarisée dans le sens direct.
3.1.2
transistor bipolaire à grille isolée à canal N
Transistor bipolaire à grille isolée possédant un ou plusieurs canaux de conduction de type N.
3.1.3
transistor bipolaire à grille isolée à canal P
Transistor bipolaire à grille isolée possédant un ou plusieurs canaux de conduction de type P.

60747-9  IEC:1998 – 9 –
SEMICONDUCTOR DEVICES – DISCRETE DEVICES –

Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)

1 Scope
This part of IEC 60747 gives product specific standards for terminology, letter symbols,

essential ratings and characteristics and measuring methods for insulated-gate bipolar

transistors (IGBTs).
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 60747. At the time of publication, the editions indicated
were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to agreements based
on this part of IEC 60747 are encouraged to investigate the possibility of applying the most
recent editions of the normative documents indicated below. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60617-5:1996, Graphical symbols for diagrams – Part 5: Semiconductors and electron
tubes
IEC 60747-1:1983, Semiconductor devices – Discrete devices and integrated circuits – Part 1:
General
IEC 60747-2:1983, Semiconductor devices – Discrete devices and integrated circuits – Part 2:
Rectifier diodes
3 Definitions
For the purpose of this standard, the following definitions apply.
3.1 General terms
3.1.1
insulated-gate bipolar transistor (IGBT)

Transistor provided for power switching having a conduction channel and a PN junction and in
which the current flowing through the channel and the junction is controlled by an electric field
resulting from a voltage applied between the gate and emitter terminals.
NOTE – With collector-emitter voltage applied the PN junction is forward biased.
3.1.2
N-channel IGBT
IGBT that has one or more N-type conduction channels.
3.1.3
P-channel IGBT
IGBT that has one or more P-type conduction channels.

– 10 – 60747-9 © CEI:1998
3.1.4
courant collecteur I (d'un transistor bipolaire à grille isolée)
c
Courant direct commuté (commandé) par le transistor bipolaire à grille isolée.

3.1.5
borne du collecteur, collecteur (C) (d'un transistor bipolaire à grille isolée)

Pour un transistor bipolaire à grille isolée à canal N (à canal P), borne en direction de laquelle

(à partir de laquelle) le courant collecteur circule en provenance (en direction) du circuit

extérieur.
3.1.6
borne de l'émetteur, émetteur (E) (d'un transistor bipolaire à grille isolée)
Pour un transistor bipolaire à grille isolée à canal N (à canal P), borne à partir de laquelle (en
direction de laquelle) le courant collecteur circule en direction (en provenance) du circuit
extérieur.
3.1.7
borne de la grille, grille (G) (d'un transistor bipolaire à grille isolée)
Borne à laquelle une tension est appliquée contre l'émetteur afin de contrôler le courant
collecteur.
3.2 Termes relatifs aux valeurs limites et aux caractéristiques;
tensions et courants
3.2.1
tension de claquage collecteur (-émetteur) (V )
(BR)CES
Tension entre le collecteur et l'émetteur au-dessus de laquelle le courant collecteur augmente
très fortement, la grille étant court-circuitée à l'émetteur.
3.2.2
tension de saturation collecteur (-émetteur) (V )
CEsat
Tension collecteur-émetteur dans des conditions de tension grille-émetteur auxquelles le
courant collecteur est essentiellement indépendant de la tension grille-émetteur.
3.2.3
tension de seuil (grille-émetteur) (V )
GE(TO)
Tension grille-émetteur pour laquelle le courant collecteur a une faible valeur (absolue)
spécifiée.
3.2.4
courant collecteur (-émetteur) résiduel (I )
CES
Courant collecteur pour une tension collecteur-émetteur spécifiée, en-dessous de la zone de
claquage, la grille étant court-circuitée à l'émetteur.
3.2.5
courant de fuite de grille (I )
GES
Courant de fuite dans la borne de grille pour une tension grille-émetteur spécifiée, la borne de
collecteur étant court-circuitée à la borne d'émetteur.
3.2.6
courant de queue (I )
CZ
Courant collecteur pendant le temps de queue.

60747-9  IEC:1998 – 11 –
3.1.4
collector current (I ) (of an IGBT)
c
Direct current that is switched (controlled) by the IGBT.

3.1.5
collector terminal, collector (C) (of an IGBT)

For an N-channel (a P-channel) IGBT the terminal to (from) which the collector current flows

from (to) the external circuit.

3.1.6
emitter terminal, emitter (E) (of an IGBT)
For an N-channel (a P-channel) IGBT the terminal from (to) which the collector current flows to
(from) the external circuit.
3.1.7
gate terminal, gate (G) (of an IGBT)
Terminal to which a voltage is applied against the emitter terminal in order to control the
collector current.
3.2 Terms related to ratings and characteristics;
voltages and currents
3.2.1
collector (-emitter) breakdown voltage (V )
(BR)CES
Voltage between collector and emitter above which the collector current rises steeply, with gate
to emitter short-circuited.
3.2.2
collector (-emitter) saturation voltage (V )
CEsat
Collector-emitter voltage under conditions of gate-emitter voltage at which the collector current
is essentially independent of the gate-emitter voltage.
3.2.3
(gate-emitter) threshold voltage (V )
GE(TO)
Gate-emitter voltage at which the collector current has a specified low (absolute) value.
3.2.4
collector (-emitter) cut-off current (I )
CES
Collector current at a specified collector-emitter voltage below the breakdown region and with
gate to emitter short-circuited.

3.2.5
gate leakage current (I )
GES
Leakage current into the gate terminal at a specified gate-emitter voltage with the collector
terminal short-circuited to the emitter terminal.
3.2.6
tail current (I )
CZ
Collector current during the tail time.

– 12 – 60747-9 © CEI:1998
3.3 Termes relatifs aux valeurs limites et caractéristiques; autres caractéristiques

3.3.1
capacité d'entrée (C )
ies
Capacité entre les bornes de grille et d'émetteur, la borne de collecteur étant court-circuitée à
la borne d'émetteur pour un courant alternatif.

3.3.2
capacité de sortie (C )
oes
Capacité entre les bornes de collecteur et d'émetteur, la borne de grille étant court-circuitée à

la borne d'émetteur pour un courant alternatif.

3.3.3
capacité de transfert inverse (C )
res
Capacité entre les bornes de collecteur et de grille, la borne d'émetteur étant court-circuitée à
la borne de grille pour un courant alternatif.
3.3.4
charge de grille (Q )
ge
Charge requise pour augmenter la tension grille-émetteur de zéro à une valeur spécifiée.
3.3.5
temps de retard à l'établissement (t , t )
d(on) d
Intervalle de temps entre le début d'une impulsion de tension aux bornes d'entrée permettant la
commutation du transistor bipolaire à grille isolée de l'état passant à l'état non passant, et le
début de la croissance du courant collecteur.
NOTE – En général, le temps est mesuré entre des points correspondant à 10 % des amplitudes d'impulsion
d'entrée et de sortie.
3.3.6
temps de croissance (t )
r
Intervalle de temps entre les instants où la croissance du courant collecteur atteint les limites
inférieures et supérieures spécifiées, respectivement, lorsque le transistor bipolaire à grille
isolée est commuté de l'état non passant à l'état passant.
NOTE – Les limites inférieures et supérieures représentent généralement 10 % et 90 % de l'amplitude d'impulsion.
3.3.7
temps total d'établissement (t )
on
Somme du temps de retard à l'établissement et du temps de croissance.
3.3.8
temps de retard à la coupure (t , t )
d(off) s
Intervalle de temps entre la fin d'une impulsion de tension aux bornes d'entrée ayant maintenu
le transistor bipolaire à grille isolée à l'état passant, et le début de la décroissance du courant
collecteur lorsque le transistor bipolaire à grille isolée est commuté de l'état passant à l'état
non passant.
NOTE – En général, le temps est mesuré entre des points correspondant à 90 % des amplitudes d'impulsion
d'entrée et de sortie.
3.3.9
temps de décroissance (t )
f
Intervalle de temps entre les instants où la décroissance du courant collecteur atteint les
limites supérieures et inférieures spécifiées, respectivement, lorsque le transistor bipolaire à
grille isolée est commuté de l'état passant à l'état non passant.
NOTE – Les limites supérieures et inférieures correspondent généralement à 90 % et 10 % de l'amplitude
d'impulsion.
60747-9  IEC:1998 – 13 –
3.3 Terms related to ratings and characteristics; other characteristics

3.3.1
input capacitance (C )
ies
Capacitance between the gate and emitter terminals with the collector terminal short-circuited
to the emitter terminal for a.c.

3.3.2
output capacitance (C )
oes
Capacitance between the collector and emitter terminals with the gate terminal short-circuited

to the emitter terminal for a.c.

3.3.3
reverse transfer capacitance (C )
res
Capacitance between the collector and gate terminals with the emitter terminal short-circuited
to the gate terminal for a.c.
3.3.4
gate charge (Q )
ge
Charge required to raise the gate-emitter voltage from zero to a specified value.
3.3.5
turn-on delay time (t , t )
d(on) d
Time interval between the beginning of a voltage pulse across the input terminals which
switches the IGBT from the off-state to the on-state and the beginning of the rise of the
collector current.
NOTE – Usually the time is measured between points corresponding to 10 % of the input and output pulse
amplitudes.
3.3.6
rise time (t )
r
Time interval between the instants at which the rise of the collector current reaches specified
lower and upper limits, respectively, when the IGBT is being switched from the off-state to the
on-state.
NOTE – Usually the lower and upper limits are 10 % and 90 % of the pulse amplitude.
3.3.7
turn-on time (t )
on
Sum of the turn-on delay time and the rise time.
3.3.8
turn-off delay time (t , t )
d(off) s
Time interval between the end of the voltage pulse across the input terminals which has held
the IGBT in its on-state and the beginning of the fall of the collector current when the IGBT is
switched from the on-state to the off-state.
NOTE – Usually the time is measured between points corresponding to 90 % of the input and output pulse
amplitudes.
3.3.9
fall time (t )
f
Time interval between the instants at which the fall of the collector current reaches specified
upper and lower limits, respectively, when the IGBT is switched from the on-state to the
off-state.
NOTE – Usually the upper and lower limits are 90 % and 10 % of the pulse amplitude.

– 14 – 60747-9 © CEI:1998
3.3.10
temps total de coupure (t )
off
Somme du temps de retard à la coupure et du temps de décroissance.

3.3.11
temps de queue (t )
z
Intervalle entre la fin du temps total de coupure et le moment où le courant de collecteur est

tombé à une valeur (absolue) spécifiée très faible.

NOTE – En général, le temps de queue est mesuré entre des points correspondant à 10 % et 2 % du courant de
collecteur à l'état passant.
3.3.12
dissipation d'énergie à l'établissement (par impulsion) (E )
on
Perte d'énergie produite à l'intérieur du transistor bipolaire à grille isolée pendant le temps total
d'établissement d'une impulsion de courant collecteur unique.
NOTE – On obtient la dissipation de puissance à l'établissement correspondante, dans des conditions d'impulsion
récurrente, en multipliant E par la fréquence d'impulsion.
on
3.3.13
dissipation d'énergie à la coupure (par impulsion) (E )
off
Dissipation d'énergie produite à l'intérieur du transistor bipolaire à grille isolée pendant le
temps total de coupure ajouté au temps de queue d'une impulsion de courant collecteur
unique.
NOTE – On obtient la dissipation de puissance à la coupure correspondante, dans des conditions d'impulsion
récurrente, en multipliant E par la fréquence d'impulsion.
off
4 Symboles littéraux
4.1 Généralités
Les articles 2, 3 et 4 de la CEI 60747-1, chapitre V, s'appliquent.
4.2 Autres indices généraux
C,c collecteur
E,e émetteur
G,g grille
sat saturation
(TO) seuil
Z,z queue
4.3 Liste des symboles littéraux
4.3.1 Tensions
Tension collecteur-émetteur V
CE
Tension collecteur-émetteur, grille-émetteur court-circuités
V
CES
Tension de saturation collecteur-émetteur V
CEsat
Tension de claquage collecteur-émetteur, grille-émetteur court-circuités V
(BR)CES
Tension grille-émetteur V
GE
Tension grille-émetteur, collecteur-émetteur court-circuités V
GES
Tension de seuil grille-émetteur V
GE(TO)
Tension collecteur-grille, résistance grille-émetteur spécifiée V
CGR
60747-9  IEC:1998 – 15 –
3.3.10
turn-off time (t )
off
Sum of the turn-off delay time and the fall time.

3.3.11
tail time (t )
z
Time interval from the end of the turn-off time to the instant at which the collector current has

fallen to a specified very low value.

NOTE – Usually the tail time is measured between points corresponding to 10 % and 2 % of the on-state collector
current.
3.3.12
turn-on energy (per pulse) (E )
on
Energy produced inside the IGBT during the turn-on time of a single collector current pulse.
NOTE – The corresponding turn-on power dissipation under periodic pulse conditions is obtained by multiplying E
on
by the pulse frequency.
3.3.13
turn-off energy (per pulse) (E )
off
Energy produced inside the IGBT during the turn-off time plus the tail time of a single collector
current pulse.
NOTE – The corresponding turn-off power dissipation under periodic pulse conditions is obtained by multiplying E
off
by the pulse frequency.
4 Letter symbols
4.1 General
Clauses 2, 3 and 4 of IEC 60747-1, chapter V, apply.
4.2 Additional general subscripts
C,c collector
E,e emitter
G,g gate
sat saturation
(TO) threshold
Z,z tail
4.3 List of letter symbols
4.3.1 Voltages
Collector-emitter voltage V
CE
Collector-emitter voltage, gate-emitter short-circuited V
CES
Collector-emitter saturation voltage V
CEsat
Collector-emitter breakdown voltage, gate-emitter short-circuited V
(BR)CES
Gate-emitter voltage
V
GE
Gate-emitter voltage, collector-emitter short-circuited V
GES
Gate-emitter threshold voltage
V
GE(TO)
Collector-gate voltage, gate-emitter resistance specified V
CGR
– 16 – 60747-9 © CEI:1998
4.3.2 Courants
Courant collecteur I
C
Courant collecteur de pointe I
CM
Courant collecteur de pointe répétitif I
CRM
Courant collecteur résiduel, grille-émetteur court-circuités I
CES
Courant de queue I
CZ
Courant maximal de queue I
CZM
Courant de grille I
G
Courant de fuite de grille, collecteur-émetteur court-circuités I
GES
4.3.3 Autres grandeurs électriques
Capacité d'entrée C
ies
Capacité de sortie C
oes
Capacité de transfert inverse C
res
Charge de grille Q
ge
Dissipation de puissance à l'établissement* P
on
Energie à l'établissement* E
on
Dissipation de puissance à la coupure* P
off
Energie à la coupure* E
off
Dissipation de puissance à l'état conducteur* P
cond
*
Energie à l'état conducteur E
cond
Dissipation totale de puissance P
tot
4.3.4 Amplitudes thermiques
Température virtuelle de jonction T
vj
Température du boîtier T
c
Résistance thermique jonction-boîtier R
th(j-c)
Résistance thermique jonction-ambiante R
th(j-a)
Impédance thermique transitoire jonction-boîtier Z
th(j-c)
Impédance thermique transitoire jonction-ambiante Z
th(j-a)
Impédance thermique jonction-boîtier dans des conditions d'impulsion Z
th(j-c)p
Impédance thermique jonction-ambiante dans des conditions d'impulsion Z
th(j-a)p
4.3.5 Temps
Temps total d'établissement t
on
Temps de retard à l'établissement t , t
d(on) d
Temps de croissance t
r
Temps total de coupure t
off
Temps de retard à la coupure t , t
d(off) s
Temps de décroissance t
f
Temps de queue t
z
Durée de l'impulsion t
p
––––––––––
*
Les dissipations d'énergie sont toujours exprimées par impulsion.

60747-9  IEC:1998 – 17 –
4.3.2 Currents
Collector current I
C
Peak collector current I
CM
Repetitive peak collector current I
CRM
Collector cut-off current, gate-emitter short-circuited I
CES
Tail current I
CZ
Peak tail current I
CZM
Gate current I
G
Gate leakage current, collector-emitter short-circuited I
GES
4.3.3 Other electrical magnitudes
Input capacitance C
ies
Output capacitance C
oes
Reverse transfer capacitance C
res
Gate charge Q
ge
Turn-on power dissipation * P
on
Turn-on energy * E
on
Turn-off power dissipation * P
off
Turn-off power energy * E
off
*
Conducting state power dissipation P
cond
Conducting state energy * E
cond
Total power dissipation P
tot
4.3.4 Thermal magnitudes
Virtual junction temperature T
vj
Case temperature T
c
Thermal resistance junction to case R
th(j-c)
Thermal resistance junction to ambient R
th(j-a)
Transient thermal impedance junction to case Z
th(j-c)
Transient thermal impedance junction to ambient Z
th(j-a)
Thermal impedance junction to case under pulse conditions Z
th(j-c)p
Thermal impedance junction to ambient under pulse conditions Z
th(j-a)p
4.3.5 Times
Turn-on time t
on
Turn-on delay time t , t
d(on) d
Rise time t
r
Turn-off time t
off
Turn-off delay time t , t
d(off) s
Fall time t
f
Tail time t
z
Pulse duration t
p
———————
*
Energy is always per pulse.
– 18 – 60747-9 © CEI:1998
5 Valeurs limites et caractéristiques essentielles

5.1 Généralités
5.1.1 Méthodes de spécification

Il convient de spécifier les transistors bipolaires à grille isolée comme des dispositifs à
température ambiante spécifiée ou à température de boîtier spécifiée.

5.1.2 Températures recommandées

Plusieurs des valeurs limites et des caractéristiques doivent être indiquées à une température
de 25 °C et à une autre température spécifiée.
Sauf indication contraire, il convient que le fabricant choisisse cette autre température
spécifiée dans la liste donnée à l'article 5, chapitre VI, de la CEI 60747-1. De plus, les
températures de –40 °C et de +35 °C peuvent être utilisées.
5.2 Conditions pour les valeurs limites
Les valeurs limites données en 5.3 sont indiquées pour une ou plusieurs des conditions
thermiques suivantes:
5.2.1 Transistors bipolaires à grille isolée à température ambiante spécifiée
A 25 °C et à une température plus élevée (voir 5.1.2). Il convient que le fluide de
refroidissement et la pression (dans le cas d'un gaz) soient spécifiés.
Il convient que la pression atmosphérique soit au moins de 90 kPa (900 mbar), ce qui
correspond à une altitude maximale de 1 000 m au-dessus du niveau de la mer.
5.2.2 Transistors bipolaires à grille isolée à température de boîtier spécifiée
A une température du point de référence choisie dans la liste des températures recommandées
(voir 5.1.2).
NOTE – La température du point de référence est normalement la température du boîtier. Pour les petits transistors
bipolaires à grille isolée, la température d'une des bornes peut être spécifiée.
5.3 Valeurs limites
5.3.1 Tension collecteur-émetteur avec tension grille-émetteur nulle (V )
CES
Valeur limite maximale.
5.3.2 Tension grille-émetteur avec tension collecteur-émetteur nulle (V )
GES
Valeurs limites maximales pour les deux polarités.
5.3.3 Courant (continu) de collecteur (I )
C
Valeur limite maximale.
5.3.4 Courant collecteur de pointe répétitif (I )
CRM
Valeur limite maximale pour des impulsions rectangulaires aux températures de boîtier, durée
d'impulsion et facteur d'utilisation spécifiés.

60747-9  IEC:1998 – 19 –
5 Essential ratings and characteristics

5.1 General
5.1.1 Rating methods
IGBTs should be specified as ambient-rated or as case-rated devices.

5.1.2 Recommended temperatures

Many of the ratings and characteristics are required to be quoted at a temperature of 25 °C and

at one other specified temperature.
Unless otherwise stated, the other specified temperature should be chosen by the
manufacturer from the list in IEC 60747-1, chapter VI, clause 5; in addition, temperatures
of –40 °C and +35 °C may be used.
5.2 Rating conditions
The ratings given in 5.3 are stated under one or more of the following thermal conditions:
5.2.1 Ambient-rated IGBTs
At 25 °C and at one higher temperature (see 5.1.2). The cooling fluid and pressure (in the case
of a gas) should be specified.
Air pressure should be at least 90 kPa (900 mbar), corresponding to a maximum level of
1 000 m above sea-level.
5.2.2 Case-rated IGBTs
At a reference-point temperature taken from the list of recommended temperatures (see 5.1.2).
NOTE – The reference-point temperature is normally the case temperature. For small IGBTs the temperature on
one of the terminals may be specified.
5.3 Ratings (limiting values)
5.3.1 Collector-emitter voltage with gate-emitter short-circuited (V )
CES
Maximum rated value.
5.3.2 Gate-emitter voltages with collector-emitter short-circuited (V )
GES
Maximum rated values for both polarities.
5.3.3 (Continuous) collector (direct) current (I )
C
Maximum rated value.
5.3.4 Repetitive peak collector current (I )
CRM
Maximum rated value for rectangular pulses at specified case temperature, pulse duration and
duty cycle.
– 20 – 60747-9 © CEI:1998
5.3.5 Courant collecteur de pointe non répétitif (I )
CSM
Valeur limite maximale pour une impulsion rectangulaire aux températures de boîtier et durée

d'impulsion spécifiées.
5.3.6 Zone de fonctionnement de sécurité

Schéma indiquant le courant collecteur assigné maximal I après l'établissement, qu'il n'est
C
pas permis de dépasser, même dans les meilleures conditions de refroidissement, en fonction

de la tension collecteur-émetteur V avant et pendant l'établissement en courant direct et
CE
pour différentes durées d'impulsion, la température du boîtier étant égale à 25 °C.

NOTE – La zone de fonctionnement de sécurité est principalement applicable dans des conditions de surcharge.
5.3.7 Dissipation totale de puissance (P )
tot
Valeur limite maximale à la température de boîtier spécifiée.
5.3.8 Température virtuelle de jonction (T )
vj
Valeurs limites minimale et maximale.
5.3.9 Température de boîtier (T ) (pour les transistors bipolaires à grille isolée
c
à température de boîtier spécifiée)
Températures de fonctionnement minimale et maximale jusqu'à la valeur à laquelle la valeur
limite maximale de la dissipation totale en puissance s'approche de zéro (T = T ).
c vj
5.3.10 Température de stockage (T )
stg
Valeur limite minimale et maximale.
5.3.11 Force de fixation (F)
Valeur minimale et maximale.
5.4 Caractéristiques
Les caractéristiques doivent être données à 25 °C, sauf indication contraire. Si d'autres
températures sont utilisées, il convient qu'elles soient extraites de l'article 5, chapitre VI, de la
CEI 60747-1.
5.4.1 Tension de claquage collecteur (-émetteur) avec tension grille-émetteur

nulle (V )
(BR)CES
Valeur minimale au courant collecteur spécifié.
5.4.2 Tension de saturation collecteur-émetteur (V )
CE(sat)
Valeur maximale aux tensions de grille et courant collecteur spécifiés.
5.4.3 Tension de seuil grille-émetteur (V )
GE(TO)
Valeurs minimale et maximale aux tensions collecteur-émetteur et courant collecteur spécifiés.
5.4.4 Courant collecteur résiduel (I )
CES
Valeur maximale à la température de boîtier de 25 °C et à une tempéra
...