Onsemi互补硅塑料功率晶体管TIP4xG系列解析

引言

在电子工程领域，功率晶体管是通用放大器和开关应用中不可或缺的元件。Onsemi推出的TIP41G、TIP41AG、TIP41BG、TIP41CG（NPN）以及TIP42G、TIP42AG、TIP42BG、TIP42CG（PNP）互补硅塑料功率晶体管，具有一系列出色的特性，适用于多种电子设备。本文将深入剖析这些晶体管的关键特性、参数以及应用注意事项。

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产品特性

环保合规

这些晶体管的环氧树脂符合UL 94 V - 0标准（厚度为0.125英寸），并且是无铅产品，符合RoHS标准，这使得它们在环保要求日益严格的今天具有更大的优势。

多种应用适应性

设计用于通用放大器和开关应用，能够满足不同电子设备对于信号放大和开关控制的需求。

最大额定值

电压参数

• 集电极 - 发射极电压（VCEO）：不同型号的VCEO有所不同，TIP41G、TIP42G为40Vdc，TIP41AG、TIP42AG为60Vdc，TIP41BG、TIP42BG为80Vdc，TIP41CG、TIP42CG为100Vdc。
• 集电极 - 基极电压（VCB）：同样不同型号有不同的数值，TIP41G、TIP42G为40Vdc，TIP41AG、TIP42AG为60Vdc，TIP41BG、TIP42BG为80Vdc，TIP41CG、TIP42CG为100Vdc。
• 发射极 - 基极电压（VEB）：固定为5.0Vdc。

电流参数

• 集电极连续电流（IC）：为6.0Adc。
• 集电极峰值电流（ICM）：可达10Adc。
• 基极电流（IB）：为2.0Adc。

功率参数

• 总功率耗散（PD）：在不同条件下有不同的数值。在TC = 25°C时，为65W，高于25°C时需按0.52W/°C进行降额；在TA = 25°C时，为2.0W，高于25°C时按0.016W/°C降额。

其他参数

• 未钳位电感负载能量（E）：为62.5mJ。
• 工作和存储结温范围（TJ，Tstg）：为 - 65到 + 150°C。
• 人体模型静电放电（HBM ESD）：为3B V，机器模型静电放电（MM ESD）为C V。

需要注意的是，超过最大额定值表中列出的应力可能会损坏器件，若超出这些限制，器件的功能可能无法保证，还可能导致损坏并影响可靠性。

热特性

热阻参数

• 结到外壳的热阻（ReUC）：最大值为1.67°C/W。
• 结到环境的热阻（RBA）：最大值为57°C/W。

热特性对于功率晶体管的性能和可靠性至关重要。较高的热阻可能导致结温升高，从而影响晶体管的性能甚至缩短其使用寿命。在设计电路时，需要根据实际应用情况合理考虑散热措施，以确保晶体管在安全的温度范围内工作。

电气特性

截止特性

• 集电极 - 发射极维持电压（VCEO(sus)）：不同型号有不同的数值，TIP41G、TIP42G为40Vdc，TIP41AG、TIP42AG为60Vdc，TIP41BG、TIP42BG为80Vdc，TIP41CG、TIP42CG为100Vdc。
• 集电极截止电流（ICES）：在不同的集电极 - 发射极电压下，不同型号的ICES均为400uAdc。
• 发射极截止电流（IBO）：最大值为1.0mAdc。

导通特性

• 直流电流增益（hFE）：在不同的集电极电流和集电极 - 发射极电压条件下有不同的数值。当IC = 0.3Adc，VCE = 4.0Vdc时，hFE为30；当IC = 3.0Adc，VCE = 4.0Vdc时，hFE为15。
• 集电极 - 发射极饱和电压（VCE(sat)）：最大值为1.5Vdc。
• 基极 - 发射极导通电压（VBE(on)）：最大值为2.0Vdc。

动态特性

• 电流增益 - 带宽积（fT）：当IC = 500mAdc，VCE = 10Vdc，f test = 1.0MHz时，fT为3.0MHz。
• 小信号电流增益（hfe）：当IC = 0.5Adc，VCE = 10Vdc，f = 1.0kHz时，hfe为20。

需要注意的是，产品的参数性能是在列出的测试条件下给出的，若在不同条件下运行，产品性能可能无法通过电气特性体现。

安全工作区

晶体管的功率处理能力有两个限制因素：平均结温和二次击穿。安全工作区曲线表明了晶体管的IC - VCE限制，为了可靠运行必须遵守这些限制，即晶体管所承受的耗散不能超过曲线所示的值。

图5的数据基于TJ(pk) = 150°C，TC根据条件而变化。二次击穿脉冲限制在占空比为10%且TJ(pk) ≤ 150°C时有效，TJ(pk)可以从图4的数据中计算得出。在高外壳温度下，热限制会使可处理的功率低于二次击穿所施加的限制。

订购信息

可用型号

设备	封装	运输
TIP41BG	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP41CG	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP42AG	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP42CG	TO - 220（无铅）	50个/导轨

已停产型号

设备	封装	运输
TIP41G	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP41AG	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP42G	TO - 220（无铅）	50个/导轨
TIP42BG	TO - 220（无铅）	50个/导轨

已停产的设备不建议用于新设计，如需相关信息可联系Onsemi代表，最新信息可在www.onsemi.com上获取。

机械尺寸

TO - 220 - 3封装有详细的尺寸规格，涵盖了多个维度的最小、标称和最大值。不同的引脚样式也有明确的定义，如STYLE 1：引脚1为基极，2为集电极，3为发射极，4为集电极等。在进行电路板设计时，需要准确掌握这些尺寸信息，以确保晶体管能够正确安装和使用。

总结

Onsemi的TIP4xG系列互补硅塑料功率晶体管具有多种特性和参数，适用于通用放大器和开关应用。在实际设计中，电子工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑晶体管的最大额定值、热特性、电气特性以及安全工作区等因素，合理选择型号并进行电路设计。同时，对于已停产的型号要谨慎使用，避免在新设计中引入不必要的风险。大家在实际应用中有没有遇到过因为晶体管参数选择不当而导致的问题呢？欢迎在评论区分享。