Onsemi互补硅高功率晶体管TIP35/TIP36系列：特性、参数与应用解析

在电子工程领域，功率晶体管是实现功率放大和开关功能的关键组件。Onsemi推出的TIP35A、TIP35B、TIP35C（NPN）和TIP36A、TIP36B、TIP36C（PNP）互补硅高功率晶体管，专为通用功率放大器和开关应用而设计。下面我们就来详细了解一下这些晶体管的特性、参数以及应用注意事项。

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一、产品特性

1. 高电流处理能力

这些晶体管具有25A的集电极电流，能够满足高功率应用的需求。在实际设计中，高集电极电流意味着可以处理更大的功率，适用于需要高功率输出的场景，如音频功率放大器、电源开关等。

2. 低泄漏电流

其泄漏电流较低，如 (I_{CEO}=1.0 mA)（在30V和60V时）。低泄漏电流有助于降低功耗，提高系统的效率和稳定性。在一些对功耗要求较高的应用中，低泄漏电流的特性可以减少能量的浪费，延长电池寿命。

3. 优异的直流增益

直流增益 (h_{FE}) 在15A时典型值为40。高直流增益可以提供更好的信号放大能力，使电路能够更有效地放大输入信号。在音频放大器设计中，高直流增益可以提高音频信号的放大倍数，改善音质。

4. 高电流增益带宽积

(left|h{fe}right| ) 在 (I{C} =1.0 A)、(f =1.0 MHz) 时最小值为3.0。高电流增益带宽积表示晶体管在高频下仍能保持较好的放大性能，适用于高频应用，如射频放大器、高速开关电路等。

5. 无铅设计

这些晶体管是无铅器件，符合环保要求。在当今注重环保的时代，无铅设计有助于减少对环境的污染，同时也符合相关的环保法规。

二、最大额定值

Symbol	Rating	TIP35A TIP36A	TIP35B TIP36B	TIP35C TIP36C	Unit
VCEO	Collector - Emitter Voltage	60	80	100	Vdc
VCB	Collector - Base Voltage	60	80	100	Vdc
VEB	Emitter - Base Voltage		5.0		Vdc
1c	Collector Current - Continuous - Peak (Note 1)		25 40		Adc
IB	Base Current - Continuous		5.0		Adc
PD	Total Power Dissipation @ (T_{C}=25^{circ} C) Derate above 25°C		125		W W/°C
TJ, Tstg	Operating and Storage Junction Temperature Range		-65 to +150		°C
ESB	Unclamped Inductive Load		90		mJ

从这些最大额定值可以看出，不同型号的晶体管在电压、电流和功率等方面有不同的规格。在设计电路时，必须确保晶体管的工作条件不超过这些额定值，否则可能会导致器件损坏，影响系统的可靠性。

三、热特性

Symbol	Characteristic	Max	Unit
RBC	Thermal Resistance, Junction-to-Case	1.0	°C/W
RJA	Junction-To-Free-Air Thermal Resistance	35.7	°C/W

热特性对于功率晶体管的性能和可靠性至关重要。较低的热阻可以使晶体管更好地散热，避免因过热而损坏。在实际应用中，我们需要根据热特性来设计散热方案，如使用散热片、风扇等，以确保晶体管在合适的温度范围内工作。

四、电气特性

1. 截止特性

• (I{CEO})：在不同的集电极 - 发射极电压下，集电极 - 发射极截止电流有一定的限制。如在 (V{CE} = 30 V)、(I{B} = 0) 和 (V{CE} = 60 V)、(I{B} = 0) 时，TIP35A、TIP36A和TIP35B、TIP35C、TIP36B、TIP36C的 (I{CEO}) 最大值为1.0mA。
• (I{CES})：在 (V{CE} = Rated V{CEO})、(V{EB} = 0) 时，集电极 - 发射极截止电流最大值为0.7mA。
• (I{EBO})：在 (V{EB} = 5.0 V)、(I_{C} = 0) 时，发射极 - 基极截止电流最大值为1.0mA。

这些截止特性反映了晶体管在截止状态下的泄漏电流情况，对于电路的静态功耗和稳定性有重要影响。

2. 导通特性

• (h{FE})：在不同的集电极电流和集电极 - 发射极电压下，直流电流增益有所不同。如在 (I{C} = 1.5 A)、(V{CE} = 4.0 V) 时，(h{FE}) 为25；在 (I{C} = 15 A)、(V{CE} = 4.0 V) 时，(h_{FE}) 为75。
• (V{CE(sat)})：在不同的集电极电流和基极电流下，集电极 - 发射极饱和电压不同。如在 (I{C} = 15 A)、(I{B} = 1.5 A) 时，(V{CE(sat)}) 为1.8V；在 (I{C} = 25 A)、(I{B} = 5.0 A) 时，(V_{CE(sat)}) 为4.0V。
• (V{BE(on)})：在不同的集电极电流和集电极 - 发射极电压下，基极 - 发射极导通电压不同。如在 (I{C} = 15 A)、(V{CE} = 4.0 V) 时，(V{BE(on)}) 为2.0V；在 (I{C} = 25 A)、(V{CE} = 4.0 V) 时，(V_{BE(on)}) 为4.0V。

导通特性对于晶体管的放大和开关功能非常重要，我们需要根据这些特性来设计合适的偏置电路，以确保晶体管能够正常工作。

3. 动态特性

• (h{fe})：小信号电流增益在 (I{C} = 1.0 A) 时为25。
• (f{T})：电流 - 增益带宽积在 (I{C} = 1.0 A) 时为3.0MHz。

动态特性反映了晶体管在高频下的性能，对于高频应用的设计至关重要。在设计高频电路时，需要考虑晶体管的动态特性，以确保电路能够在所需的频率范围内正常工作。

五、安全工作区

1. 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。安全工作区曲线表示了晶体管在 (I{C}-V{CE}) 平面上的安全工作范围，必须确保晶体管的工作条件在这些曲线之内，以保证可靠运行。数据基于 (T{C}=25^{circ} C)，(T{J(pk)}) 会根据功率水平而变化。二次击穿脉冲限制在占空比为10%时有效，但当 (T_{C} ≥25^{circ} C) 时需要降额使用，且二次击穿限制与热限制的降额方式不同。

2. 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，需要将集电极电压保持在安全水平，以避免晶体管进入雪崩模式。反向偏置安全工作区（RBSOA）规定了反向偏置关断时的电压 - 电流条件，该额定值在钳位条件下验证。

六、订购信息

这些晶体管有SOT - 93（TO - 218）和TO - 247两种封装，且均为无铅封装。每种型号的产品都以30个单位为一组进行包装。在订购时，需要根据具体的应用需求选择合适的封装和型号。

七、应用建议

在使用这些晶体管时，需要注意以下几点：

1. 散热设计：由于晶体管在工作过程中会产生热量，因此需要设计合适的散热方案，以确保晶体管的结温在安全范围内。
2. 避免过应力：要确保晶体管的工作条件不超过其最大额定值，避免因过电压、过电流等原因导致器件损坏。
3. 电路保护：对于感性负载，需要采取适当的保护措施，如使用有源钳位、RC缓冲等，以防止反向电压对晶体管造成损坏。

总之，Onsemi的TIP35/TIP36系列互补硅高功率晶体管具有优异的性能和特性，适用于多种通用功率放大器和开关应用。在设计电路时，我们需要充分了解这些晶体管的参数和特性，合理选择型号和封装，并采取适当的保护措施，以确保电路的可靠性和稳定性。大家在实际应用中遇到过哪些与功率晶体管相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。