Onsemi TIP47G、TIP48G、TIP50G高压NPN硅功率晶体管详解

在电子电路设计中，功率晶体管是不可或缺的重要元件，对于音频输出放大器、开关电源驱动器等应用有着关键作用。今天，我们就来详细了解一下Onsemi的TIP47G、TIP48G和TIP50G这一系列高压NPN硅功率晶体管。

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一、产品概述

TIP47G、TIP48G、TIP50G系列专为线路操作音频输出放大器、开关模式电源驱动器及其他开关应用而设计。采用了流行的TO - 220塑料封装，并且与MJE5730和MJE5731系列互补。同时，这些器件无铅且符合RoHS标准，符合环保要求。

二、产品特性

2.1 封装优势

TO - 220塑料封装是电子领域中较为常见且受欢迎的封装形式，具有良好的散热性能和机械稳定性，方便在电路板上进行安装和布局。

2.2 环保特性

无铅设计并符合RoHS标准，这不仅响应了环保政策的要求，也为产品在市场上的推广和应用提供了更广阔的空间。

三、最大额定值

Symbol	Rating	TIP47	TIP48	TIP50	Unit
VCEO	Collector - Emitter Voltage	250	300	400	Vdc
VCB	Collector - Base Voltage	350	400	500	Vdc
VEB	Emitter - Base Voltage		5.0		Vdc
IC	Collector Current - Continuous		1.0		Adc
ICM	Collector Current - Peak		2.0		Adc
1B	Base Current		0.6		Adc
PD	Total Power Dissipation @ (T_{C}=25^{circ} C) Derate above 25°C		40 0.32		W W/°C
PD	Total Power Dissipation @ (T_{C}=25^{circ} C) Derate above 25°C		2.0 0.016		W W/°C
E	Unclamped Inducting Load Energy (See Figure 8)		20		mJ
TJ, Tstg	Operating and Storage Junction Temperature Range		-65 to +150		°C

从这些额定值中我们可以看出，不同型号的晶体管在电压、电流和功率等方面有着不同的性能表现。例如，TIP50G的集电极 - 发射极电压（VCEO）能够达到400Vdc，相比TIP47G的250Vdc有了显著提升，这意味着TIP50G可以应用在对电压要求更高的电路中。工程师们在设计电路时，需要根据实际的应用需求来选择合适的型号。

四、热特性

Symbol	Characteristic	Max	Unit
RBC	Thermal Resistance, Junction - to - Case	3.125	°C/W
RUA	Thermal Resistance, Junction - to - Ambient	62.5	°C/W

热特性对于功率晶体管的性能和可靠性至关重要。较低的热阻意味着晶体管能够更有效地将热量散发出去，从而保证其在正常的温度范围内工作。在实际设计中，我们需要根据这些热阻参数来合理设计散热措施，以确保晶体管的稳定运行。

五、电气特性

5.1 关断特性

Symbol	Characteristic		Min	Max	Unit
VCEO(sus)	Collector−Emitter Sustaining Voltage (Note 1)	TIP47	250	−	Vdc
(I C = 30 mAdc, I B = 0)	TIP48	300	−
	TIP50	400	−
ICEO	Collector Cutoff Current				mAdc
(V CE = 150 Vdc, I B = 0)	TIP47	−	1.0
(V CE = 200 Vdc, I B = 0)	TIP48	−	1.0
(V CE = 300 Vdc, I B = 0)	TIP50	−	1.0
ICES	Collector Cutoff Current				mAdc
(V CE = 350 Vdc, V BE = 0)	TIP47	−	1.0
(V CE = 400 Vdc, V BE = 0)	TIP48	−	1.0
(V CE = 500 Vdc, V BE = 0)	TIP50	−	1.0
IEBO	Emitter Cutoff Current (V BE = 5.0 Vdc, I C = 0)		−	1.0	mAdc

这些关断特性参数反映了晶体管在截止状态下的性能。例如，集电极 - 发射极维持电压（VCEO(sus)）决定了晶体管在截止状态下能够承受的最大电压，而集电极截止电流（ICEO、ICES）则体现了晶体管在截止状态下的漏电情况。在设计电路时，我们需要确保晶体管在关断状态下的这些参数满足电路的要求，以避免不必要的功耗和干扰。

5.2 导通特性

hFE	DC Current Gain (I C = 0.3 Adc, V CE = 10 Vdc) (I = 1.0 Adc, V = 10 Vdc)	30		−
	C CE	10	150 −
VCE(sat)	Collector−Emitter Saturation Voltage (I C = 1.0 Adc, I B = 0.2 Adc)	−	1.0	Vdc
VBE(on)	Base−Emitter On Voltage (I C = 1.0 Adc, V CE = 10 Vdc)	−	1.5	Vdc

导通特性参数描述了晶体管在导通状态下的性能。直流电流增益（hFE）反映了晶体管对电流的放大能力，而集电极 - 发射极饱和电压（VCE(sat)）和基极 - 发射极导通电压（VBE(on)）则是判断晶体管是否能够正常导通的重要指标。在实际应用中，我们需要根据这些参数来设计合适的偏置电路，以确保晶体管能够在导通状态下稳定工作。

5.3 动态特性

fT	Current−Gain − Bandwidth Product (I C = 0.1 Adc, V CE = 10 Vdc, f = 2.0 MHz)	10	−	MHz
hfe	Small−Signal Current Gain (I C = 0.2 Adc, V CE = 10 Vdc, f = 1.0 kHz)	25	−	−

动态特性参数对于高频应用尤为重要。电流增益 - 带宽积（fT）决定了晶体管在高频下的放大能力，而小信号电流增益（hfe）则反映了晶体管在小信号情况下的放大性能。在设计高频电路时，我们需要根据这些动态特性参数来选择合适的晶体管，以确保电路的性能满足要求。

六、安全工作区

晶体管的功率处理能力受到平均结温和二次击穿两个因素的限制。安全工作区曲线表明了晶体管在可靠运行时必须遵守的(I{C}-V{CE})限制，即晶体管的耗散不能超过曲线所示的值。

图5中的数据基于(T{J(pk)}=150^{circ} C)，(T{C})会根据条件而变化。二次击穿脉冲限制在占空比达到10%时仍然有效，前提是(T{J(pk)} ≤150^{circ} C)。(T{J(pk)})可以从图4的数据中计算得出。在高壳温情况下，热限制会使晶体管能够处理的功率低于二次击穿所施加的限制。

在设计电路时，我们必须确保晶体管的工作点始终处于安全工作区内，以避免晶体管因过热或二次击穿而损坏。

七、订购信息

Device	Package	Shipping
TIP47G	TO−220 (Pb−Free)	50 Units / Rail
TIP48G	TO−220 (Pb−Free)	50 Units / Rail
TIP49G	TO−220 (Pb−Free)	50 Units / Rail
TIP50G	TO−220 (Pb−Free)	50 Units / Rail

工程师们在订购这些晶体管时，可以根据实际需求选择合适的型号和数量。同时，要注意产品的封装形式和运输方式，以确保产品的质量和完整性。

八、机械尺寸

文档中提供了TO - 220 - 3封装的详细机械尺寸信息，包括各个引脚的定义和尺寸范围。这些信息对于电路板的设计和布局非常重要，工程师们需要根据这些尺寸来设计合适的焊盘和安装孔，以确保晶体管能够正确安装在电路板上。

九、总结

Onsemi的TIP47G、TIP48G、TIP50G系列高压NPN硅功率晶体管具有多种优良特性和丰富的电气参数，适用于多种开关应用。在设计电路时，工程师们需要根据实际的应用需求，综合考虑晶体管的最大额定值、热特性、电气特性和安全工作区等因素，选择合适的型号，并合理设计电路和散热措施，以确保晶体管的稳定运行和电路的性能优化。

大家在实际应用中是否遇到过这些晶体管的相关问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。