MPSA42/MMBTA42/PZTA42：NPN 高压放大器的深度解析

在电子工程领域，放大器是一类极为重要的基础元件，而高压放大器更是在众多特殊应用场景中发挥着关键作用。今天，我们就来深入了解一下 ON Semiconductor 的 MPSA42、MMBTA42 和 PZTA42 这三款 NPN 高压放大器。

文件下载：PZTA42-D.pdf

1. 公司背景与产品编号变更

ON Semiconductor 已将 Fairchild Semiconductor 纳入旗下。由于系统要求，部分 Fairchild 可订购的零件编号需要更改。因为 ON Semiconductor 的产品管理系统无法处理带有下划线（）的零件命名，所以 Fairchild 零件编号中的下划线（）将改为破折号（-）。大家在使用时，可前往 ON Semiconductor 网站核实更新后的设备编号。

2. 产品概述

MPSA42、MMBTA42 和 PZTA42 这三款产品专为视频输出和其他高压应用而设计，采用了 48 工艺。不同型号对应不同的封装和标记，具体如下：	零件编号	顶部标记	封装	包装方式
MPSA42	MPSA42	TO - 92 3L	散装
MMBTA42	1D	SOT - 23 3L	卷带包装
PZTA42	A42	SOT - 223 4L	卷带包装

大家在选型时，要根据实际的应用场景和电路板空间等因素来选择合适的封装。

3. 绝对最大额定值

在使用这三款放大器时，必须严格遵守其绝对最大额定值，超过这些值可能会损坏设备。具体参数如下（除非另有说明，值均在 (T_{A}=25^{circ} C) 时测量）：	符号	参数	值	单位
(V_{CEO})	集电极 - 发射极电压	300	V
(V_{CBO})	集电极 - 基极电压	300	V
(V_{EBO})	发射极 - 基极电压	6	V
(I_{C})	集电极连续电流	500	mA
(T{J}, T{STG})	工作和存储结温范围	-55 至 +150	°C

需要注意的是，这些额定值是基于最大结温 150°C 的稳态限制。对于涉及脉冲或低占空比操作的应用，建议咨询 Fairchild Semiconductor。大家在设计电路时，一定要确保工作条件在这些额定值范围内，否则可能会导致设备损坏，甚至引发安全问题。

4. 热特性

热特性对于电子元件的性能和可靠性至关重要。这三款放大器的热特性参数如下（除非另有说明，值均在 (T_{A}=25^{circ} C) 时测量）：	符号	参数	MPSA42	MMBTA42(3) Max	PZTA42(4)	单位
(P_{D})	总器件功耗	625	240	1000	mW
高于 25°C 时的降额		5.00	1.92	8.00	mW/°C
(R_{θJC})	结到外壳的热阻	83.3			°C/W
(R_{θJA})	结到环境的热阻	200	515	125	°C/W

注：3. 器件安装在 1.6 英寸 x 1.6 英寸 x 0.06 英寸的 FR - 4 PCB 上；4. 器件安装在 36 mm x 18 mm x 1.5 mm 的 FR - 4 PCB 上，集电极引脚的安装焊盘最小为 (6 cm^{2})。在实际设计中，要根据这些热特性合理设计散热方案，以保证设备的稳定运行。大家可以思考一下，如何根据这些热阻参数来设计散热片的尺寸和材料呢？

5. 电气特性

5.1 关断特性

• (V{(BR)CEO})（集电极 - 发射极击穿电压）：当 (I{C}=1.0 mA)，(I_{B}=0) 时，最小值为 300 V。
• (V{(BR)CBO})（集电极 - 基极击穿电压）：当 (I{C}=100 μA)，(I_{E}=0) 时，为 300 V。
• (V{(BR)EBO})（发射极 - 基极击穿电压）：当 (I{E}=100 μA)，(I_{C}=0) 时，为 6 V。
• (I{CBO})（集电极截止电流）：当 (V{CB}=200 V)，(I_{E}=0) 时，最大值为 0.1 μA。
• (I{EBO})（发射极截止电流）：当 (V{EB}=6 V)，(I_{C}=0) 时，最大值为 0.1 μA。

5.2 导通特性

• (h{FE})（直流电流增益）：在不同的 (V{CE}) 和 (I{C}) 条件下有不同的值，例如 (V{CE}=10 V)，(I{C}=1.0 mA) 时为 25；(V{CE}=10 V)，(I{C}=10 mA) 时为 40；(V{CE}=10 V)，(I_{C}=30 mA) 时为 40。
• (V{CE(sat)})（集电极 - 发射极饱和电压）：当 (I{C}=20 mA)，(I_{B}=2.0 mA) 时，最大值为 0.5 V。
• (V{BE(sat)})（基极 - 发射极饱和电压）：当 (I{C}=20 mA)，(I_{B}=2.0 mA) 时，最大值为 0.9 V。

5.3 小信号特性

• (f{T})（电流增益 - 带宽乘积）：当 (I{C}=10 mA)，(V_{CE}=20 V)，(f = 100 MHz) 时，为 50 MHz。
• (C{cb})（集电极 - 基极电容）：当 (f = 1.0 MHz)，(V{CB}=20 V)，(I_{E}=0) 时，为 3.0 pF。

这里的脉冲测试条件为：脉冲宽度 ≤ 300 μs，占空比 ≤ 2%。这些电气特性是我们设计电路时的重要依据，大家在使用时要根据具体的应用需求来选择合适的参数。

6. 典型性能特性

文档中还给出了一系列典型性能特性图，包括直流电流增益与集电极电流的关系、集电极 - 发射极饱和电压与集电极电流的关系、基极 - 发射极饱和电压与集电极电流的关系等。这些图表可以帮助我们更直观地了解器件在不同工作条件下的性能表现。大家在实际应用中，可以参考这些图表来优化电路设计，提高设备的性能。

7. 焊盘图案推荐

文档中给出了不同封装对应的焊盘图案推荐，包括尺寸、公差等详细信息。在进行电路板设计时，一定要严格按照这些推荐的焊盘图案进行设计，以确保器件的正确安装和良好的电气连接。

综上所述，MPSA42、MMBTA42 和 PZTA42 这三款 NPN 高压放大器在高压应用领域具有良好的性能表现。电子工程师在设计相关电路时，要充分考虑它们的各项特性，合理选型和设计，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。