SWITCHMODE Series
NPN Silicon Power Transistors
These devices are designed for high–voltage, high–speed power
switching inductive circuits where fall time is critical. They are
particularly suited for 115 and 220 V SWITCHMODE applications
such as Switching Regulator’s, Inverters, Motor Controls,
Solenoid/Relay drivers and Deflection circuits.
SPECIFICATION FEATURES:
•VCEO(sus) 400 V
•Reverse Bias SOA with Inductive Loads @ TC = 100C
•Inductive Switching Matrix 2 to 4 Amp, 25 and 100C
tc @ 3A, 100C is 180 ns (Typ)
•700 V Blocking Capability
•SOA and Switching Applications Information.
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MAXIMUM RATINGS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Rating
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Value
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
400
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
VCEV
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
700
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Base Voltage
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
VEBO
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
9
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎ
IC
ICM
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
4
8
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎ
IB
IBM
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
2
4
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Current — Continuous
— Peak (1)
ÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎ
IE
IEM
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
6
12
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Power Dissipation @ TA = 25C
Derate above 25C
ÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
2
16
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
Watts
mW/C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Power Dissipation @ TC = 25C
Derate above 25C
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
75
600
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Watts
mW/C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Operating and Storage Junction Temperature Range
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
TJ, Tstg
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
–65 to +150
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
THERMAL CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Ambient
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
RθJA
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
62.5
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Case
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
RθJC
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
1.67
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Maximum Lead Temperature for Soldering
Purposes: 1/8″ from Case for 5 Seconds
ÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎ
TL
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
275
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
C
(1) Pulse Test: Pulse Width = 5 ms, Duty Cycle 10%.
ON Semiconductor
Semiconductor Components Industries, LLC, 2002
April, 2002 – Rev. 6 1Publication Order Number:
MJE13005/D
MJE13005
4 AMPERE
NPN SILICON
POWER TRANSISTOR
400 VOLTS
75 WATTS
*ON Semiconductor Preferred Device
*
CASE 221A–09
TO–220AB
STYLE 1:
PIN 1. BASE
2. COLLECTOR
3. EMITTER
4. COLLECTOR
123
4
MJE13005
http://onsemi.com
2
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25C unless otherwise noted)
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Min
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Typ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Max
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*OFF CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Sustaining Voltage
(IC = 10 mA, IB = 0)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
400
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
Î
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
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
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1
5
Î
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Cutoff Current
(VEB = 9 Vdc, IC = 0)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
IEBO
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1
Î
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SECOND BREAKDOWN
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Second Breakdown Collector Current with base forward biased
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
IS/b
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 11
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Clamped Inductive SOA with Base Reverse Biased
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
RBSOA
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 12
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*ON CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DC Current Gain
(IC = 1 Adc, VCE = 5 Vdc)
(IC = 2 Adc, VCE = 5 Vdc)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
hFE
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
10
8
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
60
40
Î
—
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Saturation Voltage
(IC = 1 Adc, IB = 0.2 Adc)
(IC = 2 Adc, IB = 0.5 Adc)
(IC = 4 Adc, IB = 1 Adc)
(IC = 2 Adc, IB = 0.5 Adc, TC = 100C)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCE(sat)
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
0.5
0.6
1
1
Î
Î
Î
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base–Emitter Saturation Voltage
(IC = 1 Adc, IB = 0.2 Adc)
(IC = 2 Adc, IB = 0.5 Adc)
(IC = 2 Adc, IB = 0.5 Adc, TC = 100C)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VBE(sat)
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
—
—
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
—
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1.2
1.6
1.5
Î
Î
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DYNAMIC CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Current–Gain — Bandwidth Product
(IC = 500 mAdc, VCE = 10 Vdc, f = 1 MHz)
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
fT
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
4
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
—
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
—
Î
MHz
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Output Capacitance
(VCB = 10 Vdc, IE = 0, f = 0.1 MHz)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Cob
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
65
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
pF
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SWITCHING CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Resistive Load (Table 2)
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Delay Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
td
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.025
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.1
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Rise Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(VCC = 125 Vdc, IC = 2 A,
IB1 =I
B2 =04A t =25µs
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tr
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.3
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.7
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
IB1 = IB2 = 0.4 A, tp = 25 µs,
Duty Cycle 1%)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
ts
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
1.7
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
4
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Duty
Cycle
1%)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tf
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.4
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.9
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Inductive Load, Clamped (Table 2, Figure 13)
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Voltage Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(I 2 A V 300 Vd
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tsv
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.9
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
4
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Crossover Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(IC = 2 A, Vclamp = 300 Vdc,
I
B1
= 0.4 A
,
V
BE(off)
= 5 Vdc
,
T
C
= 100C
)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tc
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.32
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.9
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
IB1
=
0
.
4
A
,
VBE(
o
ff)
=
5
Vdc
,
TC
=
100 C)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tfi
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
ÎÎÎ
ÎÎÎ
0.16
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
—
µs
*Pulse Test: Pulse Width = 300 µs, Duty Cycle = 2%.
MJE13005
http://onsemi.com
3
C, CAPACITANCE (pF)
VCE(sat), COLLECTOR-EMITTER SATURATION
VOLTAGE (VOLTS)
VBE, BASE-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS
)
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
1.1
1.3
0.7
0.3
Figure 1. DC Current Gain
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.1 0.4 2 4
10
Figure 2. Collector Saturation Region
0.03
IB, BASE CURRENT (AMP)
0.30.05
1.2
0.4
0
100
hFE, DC CURRENT GAIN
0.1 0.2 0.5 3
Figure 3. Base–Emitter Voltage Figure 4. Collector–Emitter Saturation Voltage
Figure 5. Collector Cutoff Region
2
0.8
0.1
VBE, BASE-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0
TJ = 25°C
0.2 1
Figure 6. Capacitance
2 k
VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
Cib
Cob
0.3
, COLLECTOR CURRENT (A)µIC
-0.4 -0.2
70
50
300
1.6
0.5
IC = 1 A
TJ = -55°C
5
0.04 0.6
0.06 0.1 10.04 0.40.2 0.6
70
50
30
7
300
200
100
20
30
10050510.5
150°C
IC/IB = 4
+0.6
2 A
0.7 1 2
0.9 0.35
0.55
0.25
0.05
0.45
0.06
VCE = 2 V
VCE = 5 V
TJ = 150°C
25°C
-55°C
2
0.15
+0.4+0.2
1
10
100
1 k
10 k
500
700
1 k
10 30
REVERSE FORWARD
VCE = 250 V
VBE(sat) @ IC/IB = 4
VBE(on) @ VCE = 2 V
20
3 A 4 A
4
25°C
25°C
0.06 0.1 10.04 0.40.2 0.6 2 4
3
TJ = -55°C
25°C
150°C
TJ = 150°C
125°C
100°C
75°C
50°C
25°C
MJE13005
http://onsemi.com
4
trv
TIME
IC
VCE
90% IB1
tsv
ICPK Vclamp
90% Vclamp 90% IC
10% Vclamp 10%
ICPK 2% IC
IB
tfi tti
tc
Figure 7. Inductive Switching Measurements
Table 1. Typical Inductive Switching Performance
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
IC
AMP
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
TC
C
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tsv
ns
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
trv
ns
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tfi
ns
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
tti
ns
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
tc
ns
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
2
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
25
100
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
600
900
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
70
110
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
100
240
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
80
130
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
180
320
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
3
ÎÎÎ
ÎÎÎ
25
100
ÎÎÎ
ÎÎÎ
650
950
ÎÎÎ
ÎÎÎ
60
100
ÎÎÎ
ÎÎÎ
140
330
ÎÎÎ
ÎÎÎ
60
100
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
200
350
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
4
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
25
100
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
550
850
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
70
110
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
160
350
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
100
160
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
220
390
NOTE: All Data recorded in the inductive Switching Circuit In Table 2.
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 standard equation from AN–222:
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 at 25°C 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.
t, TIME (s)µ
t, TIME (s)µ
Figure 8. Turn–On Time
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
tr
td @ VBE(off) = 5 V
0.02
0.01
1
0.5
0.2
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.4 4120.04
VCC = 125 V
IC/IB = 5
TJ = 25°C
0.2
0.05
0.1
0.1
Figure 9. Turn–Off Time
0.2
0.1
10
5
1
0.5 4120.04
VCC = 125 V
IC/IB = 5
TJ = 25°C
0.2
0.3
0.5
0.1
2
ts
tf
RESISTIVE SWITCHING PERFORMANCE
MJE13005
http://onsemi.com
5
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 k
2N2905
47
1/2 W
100
-VBE(off)
MJE200
T.U.T.
IB
RB
1N4933
1N4933 33
33
2N222
2
1 k
MJE210
VCC
+5 V
L
IC
MR826*
Vclamp
*SELECTED FOR ≥ 1 kV
VCE
5.1 k
51
+125 V
RC
SCOPE
-4.0 V
D1
RB
TUT
t1 ADJUSTED TO
OBTAIN IC
t1 ≈Lcoil (ICpk)
VCC
t2 ≈Lcoil (ICpk)
Vclamp
+10 V 25 µs
0
-8 V
Coil Data:
Ferroxcube Core #6656
Full Bobbin (~16 Turns) #16
GAP for 200 µH/20 A
Lcoil = 200 µHVCC = 20 V
Vclamp = 300 Vdc
VCC = 125 V
RC = 62 Ω
D1 = 1N5820 or Equiv.
RB = 22 Ω
Test Equipment
Scope–Tektronics
475 or Equivalent
tr, tf < 10 ns
Duty Cycle = 1.0%
RB and RC adjusted
for desired IB and IC
t1
IC
VCE
TIME
IC(pk)
VCE or
Vclamp
t2
t
t
tf
tf CLAMPED
tf UNCLAMPED ≈ t2
Table 2. Test Conditions for Dynamic Performance
t, TIME (ms)
1
0.01
0.01
0.7
0.2
0.1
0.05
0.02
r(t), TRANSIENT THERMAL RESISTANCE
0.05 1 2 5 10 20 50 100 200 500
ZθJC(t) = r(t) RθJC
RθJC = 1.67°C/W MAX
D CURVES APPLY FOR POWER
PULSE TRAIN SHOWN
READ TIME AT t1
TJ(pk) - TC = P(pk) ZθJC(t)
P(pk)
t1t2
DUTY CYCLE, D = t1/t2
D = 0.5
0.2
0.05
0.01
SINGLE PULSE
0.1 0.50.2
(NORMALIZED)
1 k
0.5
0.3
0.07
0.03
0.02
Figure 10. Typical Thermal Response [ZθJC(t)]
0.1
0.02
MJE13005
http://onsemi.com
6
SAFE OPERATING AREA INFORMATION
The Safe Operating Area Figures 11 and 12 are specified ratings for these devices under the test conditions shown.
IC(pk), COLLECTOR CURRENT (AMP)
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
5 ms 500 µs
1 ms
dc
10
7
VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0.02
10
400
2
1
5
0.5
0.1
0.05
30 50 70 100
Figure 11. Forward Bias Safe Operating Area Figure 12. Reverse Bias Switching Safe Operating Area
0.2
0.01
300 500
MJE13005
520
4
0
800
1
100 300
TC ≤ 100°C
IB1 = 2.0 A
500 700
VBE(off) = 9 V
0
2
VCE, COLLECTOR-EMITTER CLAMP VOLTAGE (VOLTS)
3
200 400 600
5 V
MJE13005
3 V
200
1.5 V
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. Second breakdown limitations do
not derate the same as thermal limitations. Allowable
current at the voltages shown on Figure 11 may be found at
any case temperature by using the appropriate curve 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 the complete RBSOA
characteristics.
Figure 13. Forward Bias Power Derating
TC, CASE TEMPERATURE (°C)
040 120 160
0.6
POWER DERATING FACTOR
SECOND BREAKDOWN
DERATING
1
0.8
0.4
0.2
60 100 14080
THERMAL
DERATING
20
MJE13005
http://onsemi.com
7
PACKAGE DIMENSIONS
CASE 221A–09
ISSUE AA
TO–220AB
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
3. DIMENSION Z DEFINES A ZONE WHERE ALL
BODY AND LEAD IRREGULARITIES ARE
ALLOWED.
DIM MIN MAX MIN MAX
MILLIMETERSINCHES
A0.570 0.620 14.48 15.75
B0.380 0.405 9.66 10.28
C0.160 0.190 4.07 4.82
D0.025 0.035 0.64 0.88
F0.142 0.147 3.61 3.73
G0.095 0.105 2.42 2.66
H0.110 0.155 2.80 3.93
J0.018 0.025 0.46 0.64
K0.500 0.562 12.70 14.27
L0.045 0.060 1.15 1.52
N0.190 0.210 4.83 5.33
Q0.100 0.120 2.54 3.04
R0.080 0.110 2.04 2.79
S0.045 0.055 1.15 1.39
T0.235 0.255 5.97 6.47
U0.000 0.050 0.00 1.27
V0.045 --- 1.15 ---
Z--- 0.080 --- 2.04
B
Q
H
Z
L
V
G
N
A
K
F
123
4
D
SEATING
PLANE
–T–
C
S
T
U
R
J
STYLE 1:
PIN 1. BASE
2. COLLECTOR
3. EMITTER
4. COLLECTOR
MJE13005
http://onsemi.com
8
ON Semiconductor and are registered 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
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.
MJE13005/D
SWITCHMODE is a trademark of Semiconductor Components Industries, LLC.
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
N. American Technical Support: 800–282–9855 Toll Free USA/Canada