Herstellerdatenblätter / IEC 60747

Leistungshalbleiter Kennwerte

Übersicht der wichtigsten Kennwerte von Leistungshalbleitern: Dioden, IGBTs, MOSFETs und Thyristoren für die Leistungselektronik.

Aktualisiert: 06.02.2026

So verwenden Sie diese Tabelle

1Anwendung identifizieren (Gleichrichter, Wechselrichter, DC/DC)
2Erforderliche Spannungsklasse bestimmen (mit Sicherheitsmarge)
3Stromtragfähigkeit und Schaltfrequenz abschätzen
4Verlustleistung und Kühlung kalkulieren
5Geeignetes Bauteil aus der Tabelle auswählen

Vergleich Leistungshalbleiter-Typen

Typ	Steuerung	Schaltfrequenz	Spannungsbereich	Typische Anwendung
Diode (Si)	Passiv	-	bis 6 kV	Gleichrichter
Schottky-Diode	Passiv	-	bis 200 V	Freilauf, Schnelle Gleichrichter
SiC-Diode	Passiv	-	bis 1,7 kV	PV-Wechselrichter, Hocheffizienz
Thyristor (SCR)	Gate-Impuls	<1 kHz	bis 12 kV	Netzgleichrichter, Phasenanschnitt
GTO	Gate-Impuls	<1 kHz	bis 6 kV	Bahnantriebe (veraltet)
IGBT	Spannungsgesteuert	1-50 kHz	bis 6,5 kV	Frequenzumrichter, Wechselrichter
MOSFET (Si)	Spannungsgesteuert	50-500 kHz	bis 600 V	DC/DC-Wandler, Schaltnetzteile
SiC-MOSFET	Spannungsgesteuert	50-200 kHz	bis 1,7 kV	Hocheffizienz-Wechselrichter
GaN-HEMT	Spannungsgesteuert	100 kHz-MHz	bis 650 V	Kompakte Netzteile, Ladegeräte

Schaltfrequenz hängt von Verlustleistung und Kühlung ab
SiC und GaN ermöglichen höhere Effizienz und Leistungsdichte

IGBT Typische Kennwerte nach Spannungsklasse

Spannungsklasse	U_CE,sat	Schaltzeit t_on	Schaltzeit t_off	Max. f_sw
600 V	1,5-2,0 V	0,2-0,5 µs	0,3-0,8 µs	20-50 kHz
1200 V	1,8-2,5 V	0,3-0,8 µs	0,5-1,5 µs	10-20 kHz
1700 V	2,0-3,0 V	0,5-1,0 µs	1,0-2,0 µs	5-15 kHz
3300 V	2,5-4,0 V	1,0-2,0 µs	2,0-4,0 µs	1-5 kHz
6500 V	3,5-5,0 V	2,0-4,0 µs	4,0-8,0 µs	<1 kHz

U_CE,sat = Sättigungsspannung (Kollektor-Emitter) bei I_C = I_N
Höhere Spannungsklassen haben langsamere Schaltzeiten

MOSFET vs. SiC-MOSFET vs. GaN

Eigenschaft	Si-MOSFET	SiC-MOSFET	GaN-HEMT
Spannungsbereich	bis 600 V	bis 1700 V	bis 650 V
R_DS,on (typisch)	10-100 mΩ	20-80 mΩ	5-50 mΩ
Schaltfrequenz	bis 500 kHz	bis 200 kHz	bis 1 MHz+
Sperrschichttemperatur	150°C	175°C	150°C
Wirkungsgrad	Standard	Hoch	Sehr hoch
Kosten	Niedrig	Mittel	Hoch
Hauptanwendung	DC/DC	Hochleistung	Kompaktgeräte

SiC: Siliziumkarbid - ideal für Hochspannungsanwendungen
GaN: Galliumnitrid - ideal für Hochfrequenzanwendungen

Thyristor Kennwerte

Typ	Spannungsbereich	Strombereich	Zündstrom I_GT	Anwendung
Kleinthyristor	bis 800 V	bis 25 A	5-50 mA	Phasenanschnitt
Mittelthyristor	bis 1600 V	25-300 A	50-200 mA	Industriegleichrichter
Hochleistungsthyristor	bis 6500 V	300-5000 A	100-500 mA	HGÜ, Bahnantriebe

Thermische Kennwerte (Gehäusetypen)

Gehäuse	R_th,jc	P_max (@ 25°C)	Typische Module
TO-220	1,0-2,5 K/W	50-100 W	Einzeltransistoren
TO-247	0,4-1,0 K/W	100-250 W	Hochstrom-MOSFETs
D²PAK	0,5-1,5 K/W	100-200 W	SMD-Leistung
LFPAK	0,8-1,5 K/W	50-100 W	Automotive
62mm Modul	0,05-0,15 K/W	1-5 kW	IGBT-Module
IHM Modul	0,01-0,05 K/W	5-20 kW	Hochleistungsmodule

R_th,jc = Wärmewiderstand Junction-Case (Chip zu Gehäuse)
Kühlkörper und Wärmeleitpaste reduzieren R_th,ca zusätzlich

Wichtige Hinweise

•Sperrspannung mit 20-30% Sicherheitsmarge wählen (U_RM > 1,3 × U_max)
•Verlustleistung: P_V = P_cond + P_sw (Durchlass + Schalten)
•SiC und GaN reduzieren Kühlaufwand deutlich
•Bei IGBTs: Schaltfrequenz begrenzt durch Schaltverluste
•Gate-Treiber passend zum Bauteil wählen (Spannung, Strom)

Typ

Steuerung

Schaltfrequenz

Spannungsbereich

Typische Anwendung

Diode (Si)

Passiv

bis 6 kV

Gleichrichter

Schottky-Diode

Passiv

bis 200 V

Freilauf, Schnelle Gleichrichter

SiC-Diode

Passiv

bis 1,7 kV

PV-Wechselrichter, Hocheffizienz

Thyristor (SCR)

Gate-Impuls

<1 kHz

bis 12 kV

Netzgleichrichter, Phasenanschnitt

GTO

Gate-Impuls

<1 kHz

bis 6 kV

Bahnantriebe (veraltet)

IGBT

Spannungsgesteuert

1-50 kHz

bis 6,5 kV

Frequenzumrichter, Wechselrichter

MOSFET (Si)

Spannungsgesteuert

50-500 kHz

bis 600 V

DC/DC-Wandler, Schaltnetzteile

SiC-MOSFET

Spannungsgesteuert

50-200 kHz

bis 1,7 kV

Hocheffizienz-Wechselrichter

GaN-HEMT

Spannungsgesteuert

100 kHz-MHz

bis 650 V

Kompakte Netzteile, Ladegeräte

Spannungsklasse

U_CE,sat

Schaltzeit t_on

Schaltzeit t_off

Max. f_sw

600 V

1,5-2,0 V

0,2-0,5 µs

0,3-0,8 µs

20-50 kHz

1200 V

1,8-2,5 V

0,3-0,8 µs

0,5-1,5 µs

10-20 kHz

1700 V

2,0-3,0 V

0,5-1,0 µs

1,0-2,0 µs

5-15 kHz

3300 V

2,5-4,0 V

1,0-2,0 µs

2,0-4,0 µs

1-5 kHz

6500 V

3,5-5,0 V

2,0-4,0 µs

4,0-8,0 µs

<1 kHz

Eigenschaft

Si-MOSFET

SiC-MOSFET

GaN-HEMT

Spannungsbereich

bis 600 V

bis 1700 V

bis 650 V

R_DS,on (typisch)

10-100 mΩ

20-80 mΩ

5-50 mΩ

Schaltfrequenz

bis 500 kHz

bis 200 kHz

bis 1 MHz+

Sperrschichttemperatur

150°C

175°C

150°C

Wirkungsgrad

Standard

Hoch

Sehr hoch

Kosten

Niedrig

Mittel

Hoch

Hauptanwendung

DC/DC

Hochleistung

Kompaktgeräte

Typ

Spannungsbereich

Strombereich

Zündstrom I_GT

Anwendung

Kleinthyristor

bis 800 V

bis 25 A

5-50 mA

Phasenanschnitt

Mittelthyristor

bis 1600 V

25-300 A

50-200 mA

Industriegleichrichter

Hochleistungsthyristor

bis 6500 V

300-5000 A

100-500 mA

HGÜ, Bahnantriebe

Gehäuse

R_th,jc

P_max (@ 25°C)

Typische Module

TO-220

1,0-2,5 K/W

50-100 W

Einzeltransistoren

TO-247

0,4-1,0 K/W

100-250 W

Hochstrom-MOSFETs

D²PAK

0,5-1,5 K/W

100-200 W

SMD-Leistung

LFPAK

0,8-1,5 K/W

50-100 W

Automotive

62mm Modul

0,05-0,15 K/W

1-5 kW

IGBT-Module

IHM Modul

0,01-0,05 K/W

5-20 kW

Hochleistungsmodule