High Voltage SWITCHMODESeries
DPAK For Surface Mount Applications
This device is designed for high–voltage, high–speed power
switching inductive circuits where fall time is critical. It is particularly
suited for 115 and 220 V SWITCHMODE applications such as
switching regulators, inverters, motor controls, solenoid/relay drivers
and deflection circuits.
•Lead Formed for Surface Mount Applications in Plastic Sleeves (No
Suffix)
•Straight Lead Version in Plastic Sleeves (“–1” Suffix)
•Lead Formed Version in 16 mm Tape and Reel (“T4” Suffix)
•Reverse Biased SOA with Inductive Loads @ TC = 100C
•Inductive Switching Matrix 0.5 to 1.5 Amp, 25 and 100C...
tc @ 1.0 A,
100C is 290 ns (Typ)
•700 V Blocking Capability
•Switching and SOA Applications Information
•Electrically Similar to the Popular MJE13003
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MAXIMUM RATINGS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Rating
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Value
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
400
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
VCEV
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
700
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Base Voltage
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
VEBO
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
9
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
IC
ICM
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
1.5
3
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
IB
IBM
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
0.75
1.5
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
IE
IEM
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
2.25
4.5
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Power Dissipation @ TA = 25C (2)
Derate above 25C
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
1.56
0.0125
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Watts
W/C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Power Dissipation @ TC = 25C
Derate above 25C
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
15
0.12
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Watts
W/C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Operating and Storage Junction
Temperature Range
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
TJ, Tstg
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
–65 to +150
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
THERMAL CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Case
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
RθJC
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
8.33
ÎÎÎ
ÎÎÎ
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Ambient (2)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
RθJA
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
80
ÎÎÎ
ÎÎÎ
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Maximum Lead Temperature for
Soldering Purposes
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
TL
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
260
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
C
(1) Pulse Test: Pulse Width = 5 ms, Duty Cycle 10%.
(2) When surface mounted on minimum pad sizes recommended.
SWITCHMODE are trademarks of ON Semiconductor, Inc.
Semiconductor Components Industries, LLC, 2001
January, 2001 – Rev. 1 1PublicMJD13003/D
MJD13003
NPN SILICON
POWER TRANSISTOR
1.5 AMPERES
400 VOLTS
15 WATTS
MINIMUM PAD SIZES
RECOMMENDED FOR
SURFACE MOUNTED
APPLICATIONS
0.243
6.172
0.063
1.6
0.118
3.0
0.07
1.8 0.165
4.191
0.190
4.826
inches
mm
CASE 369A–13
CASE 369–07
MJD13003
http://onsemi.com
2
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25C unless otherwise noted)
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Min
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Typ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
OFF CHARACTERISTICS (1)
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Sustaining Voltage
(IC = 10 mA, IB = 0)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
400
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Cutoff Current
(VCEV = Rated Value, VBE(off) = 1.5 Vdc)
(VCEV = Rated Value, VBE(off) = 1.5 Vdc, TC = 100C)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
ICEV
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
0.1
2
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Cutoff Current
(VEB = 9 Vdc, IC = 0)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
IEBO
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
1
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SECOND BREAKDOWN
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Second Breakdown Collector Current with Base Forward Biased
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
IS/b
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 11
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Clamped Inductive SOA with Base Reverse Biased
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
RBSOA
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 12
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ON CHARACTERISTICS (1)
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DC Current Gain
(IC = 0.5 Adc, VCE = 2 Vdc)
(IC = 1 Adc, VCE = 2 Vdc)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
hFE
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
8
5
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
40
25
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Saturation Voltage
(IC = 0.5 Adc, IB = 0.1 Adc)
(IC = 1 Adc, IB = 0.25 Adc)
(IC = 1.5 Adc, IB = 0.5 Adc)
(IC = 1 Adc, IB = 0.25 Adc, TC = 100C)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCE(sat)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
0.5
1
3
1
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base–Emitter Saturation Voltage
(IC = 0.5 Adc, IB = 0.1 Adc)
(IC = 1 Adc, IB = 0.25 Adc)
(IC = 1 Adc, IB = 0.25 Adc, TC = 100C)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VBE(sat)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
1
1.2
1.1
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DYNAMIC CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Current–Gain — Bandwidth Product
(IC = 100 mAdc, VCE = 10 Vdc, f = 1 MHz)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
fT
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
4
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
10
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
MHz
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Output Capacitance
(VCB = 10 Vdc, IE = 0, f = 0.1 MHz)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Cob
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
21
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
pF
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SWITCHING CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Resistive Load (Table 1)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Delay Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
td
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.05
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.1
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Rise Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
VCC = 125 Vdc, IC = 1 A,
I I 02A t 25 µs
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tr
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
IB1 = IB2 = 0.2 A, tp = 25 µs,
Dut
y
C
y
cle 1%
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
ts
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2
ÎÎÎ
ÎÎÎ
4
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Duty
Cycle
1%
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tf
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.4
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.7
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Inductive Load, Clamped (Table 1, Figure 13)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
I
C
= 1 A
,
V
clam
p =
300
V
dc,
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tsv
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.7
ÎÎÎ
ÎÎÎ
4
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Crossover Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
I
C =
1
A
,
V
clamp =
300
Vdc
,
IB1 = 0.2 A, VBE(off) = 5 Vdc,
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tc
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.29
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.75
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
B1 ,BE(off) ,
TC = 100C
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tfi
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.15
ÎÎÎ
ÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
(1) Pulse Test: Pulse Width = 300 µs, Duty Cycle 2%.
MJD13003
http://onsemi.com
3
C, CAPACITANCE (pF) VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS
)
0.02
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.35
0.3
0.2
1.4
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
1.2
1
0.8
0.6
0.02
Figure 1. DC Current Gain
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
40.05 0.1 0.7 2
10
Figure 2. Collector Saturation Region
0.01
IB, BASE CURRENT (AMP)
0.02 0.05
1.2
0.4
0
80
hFE, DC CURRENT GAIN
VCE = 2 V
VCE = 5 V
0.1 0.2 0.5 1
Figure 3. Base–Emitter Voltage Figure 4. Collector–Emitter Saturation Region
Figure 5. Collector Cutoff Region
2
0.8
104
VBE, BASE-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
10-1
0
TJ = 25°C
TJ = 150°C
20
0.07 0.3
-0.4
Figure 6. Capacitance
500
VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
Cib
0.1
, COLLECTOR CURRENT (A)µIC
0.05
103
102
101
100
-0.2 +0.2 +0.4 +0.6
REVERSE FORWARD
VCE = 250 V
70
10
2 20 500 1000
1.6
0.0050.002
0.4 0
0.1
25°C
-55°C
0.3 A
IC = 0.1 A
TJ = -55°C
6
0.03 0.2 0.5 1 2
0.03 0.1 0.70.07 20.02 0.05 0.30.2 0.5 1
0.15
0.25
60
40
30
8
1 A
VBE(sat) @ IC/IB = 3
VBE(on) @ VCE = 2 V
300
200
100
50
5
7
20
30
2001005010510.50.2
150°C
0.03 0.1 0.70.07 20.05 0.30.2 0.5 1
V, VOLTAGE (VOLTS)
V, VOLTAGE (VOLTS)
IC/IB = 3
0.5 A 1.5 A
25°C
TJ = -55°C
150°C
25°C
Cob
TJ = 25°C
25°C
TJ = 150°C
125°C
100°C
75°C
50°C
25°C
MJD13003
http://onsemi.com
4
REVERSE BIAS SAFE OPERATING AREA AND INDUCTIVE SWITCHING RESISTIVE
SWITCHING
OUTPUT WAVEFORMS
TEST CIRCUITS
CIRCUIT
VALUES
TEST WAVEFORMS
NOTE:
PW and VCC Adjusted for Desired IC
RB Adjusted for Desired IB1
5
V
PW
DUTY CYCLE ≤ 10%
tr, tf ≤ 10 ns 68
1
k
0.001 µF
0.02 µF
1N493
3
270
+5 V
1
k2N290
5
47
1/2
W
100
-VBE(off)
MJE20
0
D.U.T.
IB
RB
1N493
3
1N493
3
33
33
2N222
2
1
k
MJE21
0
VCC
+5 V
L
IC
MR826
*
Vclamp
*SELECTED FOR ≥ 1 kV
VCE
5.1
k
51
+125 V
RC
SCOPE
-4 V
D
1
RB
D.U.T.
COIL DATA:
FERROXCUBE CORE #6656
FULL BOBBIN (~200 TURNS)
#20
GAP FOR 30 mH/2
A
Lcoil = 50 mH
VCC = 20 V
Vclamp = 300 Vdc
VCC = 125 V
RC = 125 Ω
D1 = 1N5820 OR EQUIV.
RB = 47 Ω
IC
VCE
IC(pk)
t1tf
t
t
t2
TIM
E
VCEOR
Vclamp
tf
CLAMPED t1 ADJUSTED TO
OBTAIN IC
t1 ≈Lcoil (ICpk)
VCC
t2 ≈Lcoil (ICpk)
Vclamp
TEST EQUIPMENT
SCOPE-TEKTRONICS
475 OR EQUIVALENT
+10.3
V
25 µs
0
-8.5 V
tr, tf < 10 ns
DUTY CYCLE = 1.0%
RB AND RC ADJUSTED
FOR DESIRED IB AND IC
Table 1. Test Conditions For Dynamic Performance
MJD13003
http://onsemi.com
5
Figure 7. Inductive Switching Measurements
trv
TIME
IC
VCE
90% IB1
tsv
ICPK Vclamp
90% Vclamp 90% IC
10% Vclamp 10%
ICPK 2% IC
IB
tfi tti
tc
Table 2. Typical Inductive Switching Performance
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
IC
AMP
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
TC
C
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tsv
µs
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
trv
µs
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tfi
µs
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
tti
µs
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tc
µs
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
25
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1.3
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.23
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.30
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.35
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.30
ÎÎÎÎ
05
ÎÎÎ
100
ÎÎÎ
1.6
ÎÎÎ
0.26
ÎÎÎ
0.30
ÎÎÎÎ
0.40
ÎÎÎ
0.36
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1
ÎÎÎ
ÎÎÎ
25
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.10
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.14
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.05
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.16
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
100
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1.7
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.13
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.26
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.06
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.29
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
25
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1.8
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.07
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.10
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.05
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.16
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
100
ÎÎÎ
ÎÎÎ
3
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.08
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.22
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.08
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.28
NOTE: All Data Recorded in the Inductive Switching Circuit in
Table 1
SWITCHING TIMES NOTE
In resistive switching circuits, rise, fall, and storage times
have been defined and apply to both current and voltage
waveforms since they are in phase. However, for inductive
loads which are common to SWITCHMODE power
supplies and hammer drivers, current and voltage
waveforms are not in phase. Therefore, separate
measurements must be made on each waveform to
determine the total switching time. For this reason, the
following new terms have been defined.
tsv = Voltage Storage Time, 90% IB1 to 10% Vclamp
trv = Voltage Rise Time, 10–90% Vclamp
tfi = Current Fall Time, 90–10% IC
tti = Current Tail, 10– 2% IC
tc = Crossover Time, 10% Vclamp to 10% IC
An enlarged portion of the inductive switching
waveforms is shown in Figure 7 to aid in the visual identity
of these terms.
For the designer, there is minimal switching loss during
storage time and the predominant switching power losses
occur during the crossover interval and can be obtained
using the equation:
PSWT = 1/2 VCCIC(tc)f
In general, trv + tfi ≈ tc. However , at lower test currents this
relationship may not be valid.
As is common with most switching transistors, resistive
switching is specified a t 2 5C and has become a benchmark
for designers. However, for designers of high frequency
converter circuits, the user oriented specifications which
make this a “SWITCHMODE” transistor are the inductive
switching speeds (tc and tsv) which are guaranteed at 100C.
MJD13003
http://onsemi.com
6
t, TIME (s)µ
t, TIME (ms)
1
0.01
0.02
0.7
0.2
0.1
0.05
0.02
r(t), TRANSIENT THERMAL RESISTANCE (NORMALIZED)
0.05 1 2 5 10 20 50 100 200 500
RθJC(t) = r(t) RθJC
RθJC = 8.33°C/W MAX
D CURVES APPLY FOR POWER
PULSE TRAIN SHOWN
READ TIME AT t1
TJ(pk) - TC = P(pk) θJC(t)
P(pk)
t1
t2
DUTY CYCLE, D = t1/t2
D = 0.5
0.2
0.05
0.01
SINGLE PULSE
0.1 0.50.2 1 k
0.5
0.3
0.07
0.03
0.03 0.3 3 30 300
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.02 0.2 10.1
tr
0.5 20.05 0.7
td @ VBE(off) = 5 V
Figure 8. Turn–On Time Figure 9. Turn–Off Time
0.7
0.5
0.3
0.2
0.1
10
5
3
2
1
Figure 10. Thermal Response
0.03
0.02
2
1
0.5
0.3
0.7
0.2
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.1 0.5 200.3 0.70.02 0.2 10
VCC = 125 V
IC/IB = 5
TJ = 25°C
0.07
0.05
0.07
0.1
7VCC = 125 V
IC/IB = 5
TJ = 25°C
0.03 0.07 0.30.050.03
0.01
ts
tf
0.1
RESISTIVE SWITCHING PERFORMANCE
MJD13003
http://onsemi.com
7
The Sale Operating Area figures shown in Figures 11 and 12
are specified ratings for these devices under the test
conditions shown.
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP) IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
1.6
0
800
0.4
100 300
TJ ≤
100°C
IB1 = 1 A
500 700
VBE(off) = 9 V
0
0.8
VCEV, COLLECTOR-EMITTER CLAMP VOLTAGE (VOLTS)
1.2
500 µs
1 ms
dc
5
5
VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0.01
10 500
1
0.5
2
0.2
0.05
0.02
SECOND BREAKDOWN LIMIT
THERMAL LIMIT @ 25°C
WIRE BOND LIMIT
20 50 100 200
Figure 11. Active Region Safe Operating
Area
TC ≤ 25°C
Figure 12. Reverse Bias Safe Operating Area
0.1
0.005
300
200 400 600
5 V
1.5 V
CURVES APPLY BE
LOW
RATED VCEO
100 µs
3 V
SAFE OPERATING AREA INFORMATION
FORWARD BIAS
There are two limitations on the power handling ability of
a transistor: average junction temperature and second
breakdown. Safe operating area curves indicate IC – VCE
limits of the transistor that must be observed for reliable
operation; i.e., the transistor must not be subjected to greater
dissipation than the curves indicate.
The data of Figure 11 is based on TC = 25C; TJ(pk) is
variable depending on power level. Second breakdown
pulse limits are valid for duty cycles to 10% but must be
derated when TC ≥ 25C. Allowable current at the voltages
shown on Figure 11 may be found at any case temperature
by applying curves on Figure 13.
TJ(pk) may be calculated from the data in Figure 10. At
high case temperatures, thermal limitations will reduce the
power that can be handled to values less than the limitations
imposed by second breakdown.
REVERSE BIAS
For inductive loads, high voltage and high current must be
sustained simultaneously during turn–off, in most cases,
with the base to emitter junction reverse biased. Under these
conditions the collector voltage must be held to a safe level
at or below a specific value of collector current. This can be
accomplished b y several means such as active clamping, RC
snubbing, load line shaping, etc. The safe level for these
devices is specified as Reverse Bias Safe Operating Area
and represents the voltage–current conditions during
reverse biased turn–off. This rating is verified under
clamped conditions so that the device is never subjected to
an avalanche mode. Figure 12 gives RBSOA characteristics.
Figure 13. Power Derating
25
25
T, TEMPERATURE (°C)
050 75 100 125 150
20
15
10
5
PD, POWER DISSIPATION (WATTS)
2.5
0
2
1.5
1
0.5
TATC
TC
TA (SURFACE MOUNT)
MJD13003
http://onsemi.com
8
PACKAGE DIMENSIONS
CASE 369A–13
ISSUE W
STYLE 1:
PIN 1. BASE
2. COLLECTOR
3. EMITTER
4. COLLECTOR
STYLE 2:
PIN 1. GATE
2. DRAIN
3. SOURCE
4. DRAIN
STYLE 3:
PIN 1. ANODE
2. CATHODE
3. ANODE
4. CATHODE
STYLE 4:
PIN 1. CATHODE
2. ANODE
3. GATE
4. ANODE
STYLE 5:
PIN 1. GATE
2. ANODE
3. CATHODE
4. ANODE
D
A
K
B
R
V
S
FL
G
2 PL
M
0.13 (0.005) T
E
C
U
J
H
–T– SEATING
PLANE
Z
DIM MIN MAX MIN MAX
MILLIMETERSINCHES
A0.235 0.250 5.97 6.35
B0.250 0.265 6.35 6.73
C0.086 0.094 2.19 2.38
D0.027 0.035 0.69 0.88
E0.033 0.040 0.84 1.01
F0.037 0.047 0.94 1.19
G0.180 BSC 4.58 BSC
H0.034 0.040 0.87 1.01
J0.018 0.023 0.46 0.58
K0.102 0.114 2.60 2.89
L0.090 BSC 2.29 BSC
R0.175 0.215 4.45 5.46
S0.020 0.050 0.51 1.27
U0.020 --- 0.51 ---
V0.030 0.050 0.77 1.27
Z0.138 --- 3.51 ---
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
123
4
MJD13003
http://onsemi.com
9
PACKAGE DIMENSIONS
STYLE 1:
PIN 1. BASE
2. COLLECTOR
3. EMITTER
4. COLLECTOR
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
STYLE 2:
PIN 1. GATE
2. DRAIN
3. SOURCE
4. DRAIN
STYLE 3:
PIN 1. ANODE
2. CATHODE
3. ANODE
4. CATHODE
STYLE 4:
PIN 1. CATHODE
2. ANODE
3. GATE
4. ANODE
STYLE 5:
PIN 1. GATE
2. ANODE
3. CATHODE
4. ANODE
123
4
V
S
A
K
–T–
SEATING
PLANE
R
B
F
GD3 PL
M
0.13 (0.005) T
C
E
JH
DIM MIN MAX MIN MAX
MILLIMETERSINCHES
A0.235 0.250 5.97 6.35
B0.250 0.265 6.35 6.73
C0.086 0.094 2.19 2.38
D0.027 0.035 0.69 0.88
E0.033 0.040 0.84 1.01
F0.037 0.047 0.94 1.19
G0.090 BSC 2.29 BSC
H0.034 0.040 0.87 1.01
J0.018 0.023 0.46 0.58
K0.350 0.380 8.89 9.65
R0.175 0.215 4.45 5.46
S0.050 0.090 1.27 2.28
V0.030 0.050 0.77 1.27
CASE 369–07
ISSUE K
MJD13003
http://onsemi.com
10
Notes
MJD13003
http://onsemi.com
11
Notes
MJD13003
http://onsemi.com
12
ON Semiconductor and are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC (SCILLC). SCILLC reserves the right to make changes
without further notice to any products herein. SCILLC makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular
purpose, nor does SCILLC assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability,
including without limitation special, consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in SCILLC data sheets and/or
specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be
validated for each customer application by customer’s technical experts. SCILLC does not convey any license under its patent rights nor the rights of others.
SCILLC products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications
intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the SCILLC product could create a situation where personal injury or
death may occur. Should Buyer purchase or use SCILLC products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold
SCILLC and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable
attorney fees arising out of, directly or indirectly , any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim
alleges that SCILLC was negligent regarding the design or manufacture of the part. SCILLC is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer.
PUBLICATION ORDERING INFORMATION
CENTRAL/SOUTH AMERICA:
Spanish Phone: 303–308–7143 (Mon–Fri 8:00am to 5:00pm MST)
Email: ONlit–spanish@hibbertco.com
Toll–Free from Mexico: Dial 01–800–288–2872 for Access –
then Dial 866–297–9322
ASIA/PACIFIC: LDC for ON Semiconductor – Asia Support
Phone: 303–675–2121 (Tue–Fri 9:00am to 1:00pm, Hong Kong Time)
Toll Free from Hong Kong & Singapore:
001–800–4422–3781
Email: ONlit–asia@hibbertco.com
JAPAN: ON Semiconductor, Japan Customer Focus Center
4–32–1 Nishi–Gotanda, Shinagawa–ku, Tokyo, Japan 141–0031
Phone: 81–3–5740–2700
Email: r14525@onsemi.com
ON Semiconductor Website: http://onsemi.com
For additional information, please contact your local
Sales Representative.
MJD13003/D
NORTH AMERICA Literature Fulfillment:
Literature Distribution Center for ON Semiconductor
P.O. Box 5163, Denver, Colorado 80217 USA
Phone: 303–675–2175 or 800–344–3860 Toll Free USA/Canada
Fax: 303–675–2176 or 800–344–3867 Toll Free USA/Canada
Email: ONlit@hibbertco.com
Fax Response Line: 303–675–2167 or 800–344–3810 Toll Free USA/Canada
N. American Technical Support: 800–282–9855 Toll Free USA/Canada
EUROPE: LDC for ON Semiconductor – European Support
German Phone: (+1) 303–308–7140 (Mon–Fri 2:30pm to 7:00pm CET)
Email: ONlit–german@hibbertco.com
French Phone: (+1) 303–308–7141 (Mon–Fri 2:00pm to 7:00pm CET)
Email: ONlit–french@hibbertco.com
English Phone: (+1) 303–308–7142 (Mon–Fri 12:00pm to 5:00pm GMT)
Email: ONlit@hibbertco.com
EUROPEAN TOLL–FREE ACCESS*: 00–800–4422–3781
*Available from Germany, France, Italy, UK, Ireland
