Введение

Ранний силовой транзистор. 2N3055 – это кремниевый NPN-силовой транзистор, предназначенный для широкого спектра применений. Он был представлен в начале 1960-х годов компанией RCA с использованием гомотаксального процесса изготовления силовых транзисторов, а в середине 1970-х годов перешел на эпитаксиальную базу. Его маркировка соответствует стандарту JEDEC. Это транзистор, который долгое время остается популярным.

Технические характеристики

Точные характеристики производительности зависят от производителя и даты; до перехода на эпитаксиальную базовую версию в середине 1970-х годов fT мог быть, например, 0,8 МГц. производительДатаVCEOVCBOVCER (100 Ом)ICIBPD @ TC=25 градусов. hfe (импульсное измерение)fTRCA196760 ВCEO(макс)100 ВCBO70 ВCER(макс)15 А7 А115 Вт20–70 (при IC = 4 А, импульсный режим)не указаноON Semiconductor200560 ВCEO 100 ВCBO70 ВCER15 А (непрерывный режим)7 А115 Вт20–70 (при IC = 4 А)2,5 МГц

Поставляется в корпусе TO-3, это мощный транзистор на 15 А, 60 В (или более, см. ниже), мощностью 115 Вт, с β (коэффициентом усиления по току) от 20 до 70 при токе коллектора 4 А (это значение может превышать 100 при измерении при более низких токах, в противном случае может произойти физическое повреждение или ухудшение тепловых характеристик, особенно при использовании корпусов или радиаторов, которые не идеально плоские).

Частота перехода, fT

В руководстве по транзисторам RCA 1967 года, SC 13, не указывались никакие параметры высокочастотных характеристик для 2N3055; в руководстве 1971 года SC 15 была указана частота перехода, fT, не менее 800 кГц (при IC = 1 А) и частота, на которой коэффициент усиления малого сигнала снижается на 3 дБ, также была указана при 1 А как минимум 10 кГц. Другие производители в то же время также указывали схожие значения (например, в 1973 году Philips указывал fT > 0,8 МГц и > 15 кГц для своего транзистора 2N3055). К 1977 году RCA изменила свои спецификации, указав значение 2,5 для минимальной величины усиления малого сигнала при f = 1 МГц, что фактически соответствовало минимальному fT 2,5 МГц (и 4 МГц для их MJ2955). Современные технические описания 2N3055 часто, но не всегда, указывают fT 2,5 МГц (минимум), поскольку со временем были внесены некоторые улучшения (особенно переход к эпитаксиальной технологии производства). Тем не менее, нельзя предполагать, что 2N3055 (и многие другие силовые транзисторы того времени) обладают высокими частотными характеристиками, и даже в звуковом диапазоне частот может наблюдаться ухудшение фазового сдвига и коэффициента усиления в разомкнутом контуре. Современные аналоги 2N3055 могут быть гораздо более подходящими для быстродействующих схем или высококачественных усилителей мощности.

История

Исторически значимый транзистор 2N3055 был разработан инженерной группой Херба Мейзеля совместно с RCA; это был первый многоамперный кремниевый силовый транзистор, продававшийся по цене менее одного доллара, и он стал отраслевым стандартом. Транзисторы 2N3054 и 2N3055 были разработаны на основе 2N1486 и 2N1490 после изменения конструкции корпуса Милтом Граймсом. В 1965 году команда инженеров, занимавшихся проектированием, производством и применением, получила награды за достижения от RCA Electronic Components. 2N3055 по-прежнему очень популярен в качестве транзистора последовательного управления в линейных блоках питания и до сих пор используется в схемах среднего и высокого тока, включая низкочастотные преобразователи мощности, хотя его применение в звуковых усилителях мощности и инверторах постоянного тока в переменный ток стало менее распространенным, а использование в высокочастотных импульсных приложениях никогда не было особенно практичным. Другие производители также выпускали этот транзистор; Texas Instruments указала однодиффузную версию устройства в спецификации от августа 1967 года. Одним из ограничений было относительно низкое значение частотного отклика (обычно частота единичного усиления или частота перехода, fT, составляла 1 МГц). Хотя этого было достаточно для большинства низкочастотных приложений, где он использовался как "рабочая лошадка", и соответствовало характеристикам других мощных транзисторов примерно 1970 года, это создавало определенные трудности при разработке высококачественных усилителей мощности в диапазоне около 20 кГц, поскольку коэффициент усиления начинает снижаться, а фазовый сдвиг увеличивается.

Середина 1970-х годов

С изменениями в технологии производства полупроводников, оригинальный процесс стал экономически неконкурентоспособным в середине 1970-х годов, и аналогичное устройство было создано с использованием эпитаксиальной базовой технологии в выходной конфигурации push-pull.

Связанные устройства

Существуют варианты с более высоким номинальным напряжением (например, 2N3055HV с номинальным напряжением 100 Вceo), различным материалом или типом корпуса (например, сталь, алюминий или пластик с металлической площадкой), а также другие модификации, помимо незначительных изменений в параметрах (таких как рассеиваемая мощность 115 или 117 Вт) между устройствами 2N3055 от разных производителей, начиная с оригинального производства RCA. MJ2955 (PNP) (не путать с 2N2955, являющимся малосигнальным PNP-транзистором)), который также сегодня производится эпитаксиальным методом, является комплементарным транзистором к 2N3055. В 1960-х и начале 1970-х годов Philips выпускала аналогичные устройства в корпусе TO-3 под обозначениями BDY20 (описываемые как предназначенные для "hifi") и BDY38 (хотя BDY38 имеет более низкое номинальное напряжение, чем 2N3055). Версия 2N3055 в корпусе TO-3P (пластиковый корпус) и его комплементарное устройство MJ2955 доступны как TIP3055 и TIP2955 соответственно, с несколько сниженной рассеиваемой мощностью. TIP33 (NPN) и TIP34 (PNP) на 10 А (пиковый ток 15 А), мощностью 80 Вт – пластиковые транзисторы с характеристиками, близкими к 2N3055 и MJ2955 соответственно, и доступны в вариантах с напряжением пробоя 40/60/80/100 Вceo. 2N3773 в корпусе TO-3 имеет немного меньший коэффициент усиления, но значительно более высокие максимальные параметры (150 Вт, 140 Вceo, 16 А). 2N3054 – это версия 2N3055 с гораздо меньшей мощностью, рассчитанная на 25 Вт, 55 В и 4 А, но практически устарела к концу 1980-х годов, когда многие устройства в корпусе TO-66 были сняты с производства основными производителями. Во многих случаях вместо 2N3054, а также в некоторых применениях 2N3055, можно использовать версию в корпусе TO-220, например, MJE3055T. KD503 – более мощный эквивалент, используемый в странах Восточного блока, предназначенный для общего применения. Он производился исключительно чехословацкой компанией Tesla. KD503 поставляется в корпусе TO-3 (называемом Tesla T41), это 20-амперный, 80-вольтный, 150-ваттный силовый транзистор с переходной частотой 2,0 МГц. KD503 имеет большую мощность и больший ток, чем 2N3055. Они широко использовались в странах бывшего Восточного блока в аудиоусилителях, производимых чехословацкой Tesla и польской Unitra.

Сравнение характеристик

| Устройство | Производитель | Тип | Корпус/Пакет | Vceo (BR) | Ic (постоянный) | Pd (@ case=25°C) | hfe | fT (МГц) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2N3055 | RCA, ON Semiconductor | NPN | TO-3 (=TO-204AA) | 60 В | 15 А | 115 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| 2N3055 | ON Semiconductor | NPN | TO-3 (без свинца) | 60 В | 15 А | 115 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| 2N3055 | RCA | NPN | TO-3 | 60 В | 15 А | 115 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| 2N3055HV | CDIL | NPN | TO-3 | 100 В | 15 А | 100 Вт (некоторые указывают 90 Вт) | 20–100 при 4 А | 2,5 МГц мин при 0,5 А |
| 2N3772 | RCA | NPN | TO-3 | 60 В | 20 А | 150 Вт | 16–60 при 10 А | 0,2 МГц мин (hfe >=4 при 0,05 МГц) |
| 2N3773 | RCA | NPN | TO-3 | 140 В | 16 А | 150 Вт | 16–60 при 8 А | 0,2 МГц мин (hfe >=4 при 0,05 МГц) |
| 2N6253 | RCA | NPN | TO-3 | 45 В | 15 А | 115 Вт | 20–70 при 3 А | 0,8 МГц мин (hfe >=2 при 0,4 МГц) |
| 2N6254 | RCA | NPN | TO-3 | 80 В | 15 А | 150 Вт | 20–70 при 5 А | 0,8 МГц мин (hfe >=2 при 0,4 МГц) |
| 2N6371 | RCA | NPN | TO-3 | 40 В | 15 А | 117 Вт | 15–60 при 8 А | 0,8 МГц мин (hfe >=2 при 0,4 МГц) |
| 2N6371HV | Transys | NPN | TO-3 | 100 В | 15 А | 117 Вт | 15–60 при 8 А | 2,5 МГц мин |
| BDP620 | UNITRA CEMI | NPN | TO-3 | 60 В | 15 А | 115 Вт | 20–40 при 4 А | 0,8 МГц мин |
| KD502 | Tesla | NPN | T41 корпус | 60 В | 20 А | 150 Вт | 40 ? при 1 А | 2,0 МГц мин |
| KD503 | Tesla | NPN | T41 корпус | 80 В | 20 А | 150 Вт | 40 ? при 1 А | 2,0 МГц мин |
| KD3055 | Tesla | NPN | T42 корпус | 60 В | 15 А | 117 Вт | 20–70 при 4 А | 1,0 МГц мин |
| KD3442 | Tesla | NPN | T42 корпус | 140 В | 10 А | 117 Вт | 20–70 при 4 А | 1,0 МГц мин |
| MJ2955A | Motorola | PNP | TO-3 | 60 В | 15 А | 115 Вт | 20–100 при 4 А | 2,2 МГц мин при 1 А |
| MJ15015 | GON Semiconductor | NPN | TO-3 | 120 В | 15 А | 180 Вт | 20–100 при 4 А | 0,8 МГц мин при 1 А |
| MJ15016 | GON Semiconductor | PNP | TO-3 | 120 В | 15 А | 180 Вт | 20–100 при 4 А | 2,2 МГц мин при 1 А |
| MJE2955T | Fairchild, Central Semiconductor Corp. | PNP | TO-220 | 60 В | 10 А | 75 Вт | 20–100 при 4 А | 2,0 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| MJE3055T | Fairchild, Central Semiconductor Corp. | NPN | TO-220 | 60 В | 10 А | 75 Вт | 20–100 при 4 А | 2,0 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| RCS617 | RCA | NPN | TO-3 | 80 В | 15 А | 115 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин (hfe при 1 МГц) |
| TIP2955 | Texas Instr, Central Semiconductor Corp | PNP | TO-218AA/SOT-93 | 70 В | 15 А | 90 Вт | 20–70 при 4 А | 3,0 МГц мин |
| TIP2955 | Motorola | PNP | 340D 02 plastic | 60 В | 15 А | 90 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин |
| TIP3055 | Texas Instr, Philips, Central Semiconductor Corp | NPN | TO-218AA/SOT-93 | 70 В | 15 А | 90 Вт | 20–70 при 4 А | 3,0 МГц мин |
| TIP3055 | Motorola | NPN | 340D 02 plastic | 60 В | 15 А | 90 Вт | 20–70 при 4 А | 2,5 МГц мин |