深入解析 onsemi MJB5742T4G NPN 达林顿功率晶体管

一、引言

在电子电路设计中，功率晶体管是实现高电压、大电流控制的关键元件。onsemi 公司的 MJB5742T4G NPN 硅功率达林顿晶体管，专为电感电路中的高压功率开关应用而设计，在小型发动机点火、开关调节器、逆变器、螺线管和继电器驱动以及电机控制等领域有着广泛的应用前景。下面我们将对这款晶体管进行详细剖析。

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二、产品特性与应用

（一）特性

MJB5742T4G 具有诸多优秀特性，其中值得一提的是它符合 RoHS 标准且无铅，这使得它在环保要求日益严格的今天更具优势。

（二）应用领域

1. 小型发动机点火：能够为小型发动机提供可靠的点火控制，确保发动机的稳定启动和运行。
2. 开关调节器：在开关电源中，可实现高效的电压转换和调节。
3. 逆变器：用于将直流电转换为交流电，满足不同设备的用电需求。
4. 螺线管和继电器驱动：为螺线管和继电器提供足够的驱动电流，保证其正常工作。
5. 电机控制：实现对电机的精确控制，包括启动、停止、调速等功能。

三、最大额定值

最大额定值是评估晶体管性能和安全使用的重要依据，以下是 MJB5742T4G 的主要最大额定值参数：	Symbol	Rating	Value	Unit
VCEO(sus)	Collector - Emitter Voltage	400	Vdc
VCEV	Collector - Emitter Voltage	800	Vdc
VEB	Emitter - Base Voltage	8	Vdc
Ic、ICM	Collector Current - Continuous - Peak (Note 1)	8、16	Adc
IB、IBM	Base Current - Continuous - Peak (Note 1)	2.5、5	Adc
PD	Total Device Dissipation @ (T_{A}=25^{circ} C) Derate above 25°C	2、0.016	W、W/°C
PD	Total Device Dissipation @ (T_{C}=25^{circ} C) Derate above 25°C	100、0.8	W、W/°C
TJ, Tstg	Operating and Storage Junction Temperature Range	-65 to +150	°C

需要注意的是，当应力超过最大额定值时，可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。脉冲测试条件为脉冲宽度 5ms，占空比 ≤10%。

四、热特性

热特性对于晶体管的稳定运行至关重要，MJB5742T4G 的热特性参数如下：	Symbol	Characteristics	Max	Unit
ReJC	Thermal Resistance, Junction - to - Case	1.25	°C/W
RUA	Thermal Resistance, Junction - to - Ambient	62.5	°C/W
TL	Maximum Lead Temperature for Soldering Purposes 1/8" from Case for 5 Seconds	275	°C

这些参数有助于工程师在设计散热方案时，确保晶体管在正常工作温度范围内运行。

五、电气特性

（一）关断特性

• Collector - Emitter Sustaining Voltage：在 (I{C}=50 mA)，(I{B}=0) 时，(V_{CEO(sus)}) 为 400Vdc。
• Collector Cutoff Current：在 (V{CEV}) 为额定值，(V{BE(off)} = 1.5 Vdc) 时，(I{CEV}) 最大值为 1mAdc；当 (T{C}=100^{circ}C) 时，最大值为 5mAdc。
• Emitter Cutoff Current：在 (V{EB}=8 Vdc)，(I{C}=0) 时，(I_{EBO}) 最大值为 75mAdc。

（二）导通特性

• DC Current Gain：在 (I{C}=0.5 Adc)，(V{CE}=5 Vdc) 时，(h{FE}) 最小值为 100；在 (I{C}=4 Adc)，(V{CE}=5 Vdc) 时，(h{FE}) 最小值为 50。
• Collector - Emitter Saturation Voltage：在 (I{C}=4 Adc)，(I{B}=0.2 Adc) 时，(V{CE(sat)}) 最大值为 2Vdc；当 (T{C}=100^{circ}C) 时，最大值为 2.2Vdc；在 (I{C}=8 Adc)，(I{B}=0.4 Adc) 时，最大值为 3Vdc。
• Base - Emitter Saturation Voltage：在 (I{C}=4 Adc)，(I{B}=0.2 Adc) 时，(V{BE(sat)}) 最大值为 2.5Vdc；在 (I{C}=8 Adc)，(I{B}=0.4 Adc) 时，最大值为 3.5Vdc；当 (T{C}=100^{circ}C) 时，最大值为 2.4Vdc。
• Diode Forward Voltage：在 (I{F}=5 Adc) 时，(V{f}) 最大值为 2.5Vdc。

（三）开关特性

在典型电阻负载和感性负载（钳位）条件下，该晶体管具有不同的开关时间参数，例如在典型电阻负载下，延迟时间 (t{d}) 典型值为 0.04μs，上升时间 (t{r}) 典型值为 0.5μs 等。这些参数对于评估晶体管在不同负载下的开关性能至关重要。

六、安全工作区信息

（一）正向偏置

晶体管的功率处理能力受到平均结温和二次击穿的限制。正向偏置安全工作区曲线表示了 (I{C}-V{CE}) 的限制范围，在实际应用中必须确保晶体管的工作点不超过这些曲线所规定的范围，以保证可靠运行。数据基于 (T{C}=25^{circ}C)，(T{J(pk)}) 随功率水平变化。二次击穿脉冲限制在占空比至 10% 时有效，但当 (T_{C} ≥25^{circ}C) 时需要进行降额处理。

（二）反向偏置

对于感性负载，在关断过程中需要同时承受高电压和高电流，通常基极 - 发射极结处于反向偏置。此时，需要将集电极电压控制在安全水平，可通过有源钳位、RC 缓冲、负载线整形等方法实现。反向偏置安全工作区（RBSOA）规定了反向偏置关断时允许的电压 - 电流条件。

七、机械封装与尺寸

MJB5742T4G 采用 D2PAK 封装（CASE 418B - 04），详细的封装尺寸信息如下表所示：	Dimension	Min (mm)	Max (mm)	Min (inches)	Max (inches)
A	8.64	9.65	0.340	0.380
B	9.65	10.29	0.380	0.405
C	4.06	4.83	0.160	0.190
D	0.51	0.89	0.020	0.035
E	1.14	1.40	0.045	0.055
G	2.54	BSC	0.100	BSC
F	7.87	8.89	0.310	0.350
H	2.03	2.79	0.080	0.110
J	0.46	0.64	0.018	0.025
K	2.29	2.79	0.090	0.110
L	1.32	1.83	0.052	0.072
M	7.11	8.13	0.280	0.320
N	5.00	REF	0.197	REF
S	14.60	15.88	0.575	0.625
V	1.14	1.40	0.045	0.055
P	2.00	REF	0.079	REF
R	0.99	REF	0.039	REF

不同的引脚排列方式适用于不同的应用场景，如 STYLE 1 中，引脚 1 为基极，引脚 2 和 4 为集电极，引脚 3 为发射极。

八、总结

onsemi 的 MJB5742T4G NPN 功率达林顿晶体管以其出色的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在设计高电压功率开关电路时提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的电路要求，合理选择晶体管，并注意其最大额定值、热特性、电气特性和安全工作区等参数，以确保电路的稳定运行。同时，在焊接和使用过程中，也需要遵循相关的规范和要求，以充分发挥该晶体管的性能优势。大家在实际设计中是否遇到过类似晶体管应用的问题呢？欢迎在评论区分享交流。