Транзистор C2335

C2335 — кремниевый, со структурой NPN, эпитаксиальный транзистор для высокоскоростных и высоковольтных переключений, общепромышленного применения. Конструктивное исполнение TO-220.

Основная информация предоставлена для KSC2335. В таблице «модификации и группы» расмотрены и другие маркировки транзистора и их отличия между собой.

Корпус и цоколевка

Предназначение

Силовой транзистор в штампованном корпусе разработан для применения в качестве ведущего элемента в релейных регуляторах, преобразователях напряжения, инверторах, преобразователях частоты, высокочастотных усилителях мощности.

Характерные особенности

• Низкое напряжение насыщения коллектор-эмиттер: U_CE(sat) ≤ 1 В при I_C = 3 А.
• Высокая скорость переключений: время спадания импульса t_f ≤ 1 мкс при I_C = 3 А.
• Расширенная область безопасной работы транзистора при обратном смещении в цепи управления (базы): U_{CEX (sus)1} ≥ 450 В I_C = 3 А.

Характеристика	Обозначение	Величина
Напряжение коллектор – база транзистора, В	VCBO	500
Напряжение коллектор – эмиттер транзистора, В	VCEO	400
Напряжение эмиттер – база транзистора, В	VEBO	7
Ток коллектора постоянный, А	IC	7
Ток коллектора импульсный, А	ICP ٭	15
Ток базы постоянный, А	IB	3,5
Рассеиваемая мощность (Ta = 25°C), Вт	PC	1,5
Рассеиваемая мощность (Tc = 25°C), Вт	PC	40
Предельная температура полупроводниковой структуры, °С	Tj	150
Диапазон температур при хранении и эксплуатации, С°	Tstg	-55…+150

٭ — измерено при длительности импульса тока 300 мкс и скважности 10%.

Электрические характеристики

Характеристика	Обозначение	Параметры при измерениях	Значения
Рабочее напряжение коллектор-эмиттер, В	UCEO(sus)	IC = 3 А, IB1 = 0,6 А, L = 1 мгн	≥ 400
Рабочее напряжение коллектор-эмиттер, В	UCEX(sus)1	IC = 3,0 А, IB1 = 0,6 А, IB2 = - 0,6 А, UBE(off) = - 5 В, L = 1 мкгн, с ограни-чением напряжения.	≥ 450
Рабочее напряжение коллектор-эмиттер, В	UCEX(sus)2	IC = 6,0 А, IB1 = 2,0 А, IB2 = - 0,6 А, UBE(off) = - 5В, L = 1 мкгн, с ограни-чением напряжения.	≥ 400
Ток коллектора выключения, мкА	ICBO	UCB = 400 В, IE = 0	≤ 10
Ток коллектора выключения, мА	ICER	UCE = 400 В, RBE = 51 Ом, Tc = 125°C	≤ 1
Ток коллектора выключения, мкА	ICEX1	UCE = 400 В, UBE(off) = - 1,5В	≤ 10
Ток коллектора выключения, мА	ICEX2	UCE = 400 В, UBE(off) = - 1,5 В, Tc = 125°C	≤ 1
Ток эмиттера выключения, мкА	IEBO	UEB = 5,0 В, IC = 0	≤ 10
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В	UCE(sat) ٭	IC = 3,0 А, IB = 0,6 А	≤ 1,0
Напряжение насыщения база-эмиттер, В	UBE(sat) ٭	IC = 3,0 А, IB = 0,6 А	≤ 1,2
Статический коэффициент усиления по току	hFE (1) ٭	UCE = 5,0 В, IC = 0,1 А	20….80
	hFE (2) ٭	UCE = 5,0 В, IC = 1,0 А	20….80
	hFE (3) ٭	UCE = 5,0 В, IC = 3,0 А	≥ 10
Временные параметры транзистора, см. схему измерений
Время включения транзистора, мкс	ton	UCC = 150 В, IC = 3,0 А, IB1 = 0,6 А, IB2 = - 0,6 А, RL = 50 Ом.	≤ 1,0
Время сохранения импульса, мкс	tstg		≤ 2,5
Время спадания импульса, мкс	tf		≤ 1,0

٭ — измерено при длительности импульса тока 350 мкс и скважности 2%.

Примечание: данные в таблицах действительны при температуре среды Ta=25°C.

Производитель разделяет транзисторы по величине параметра h_FE2 на группы R, O, Y в пределах указанного диапазона.

Классификация	R	O	Y
hFE2	20….40	30….60	40….80

Временные параметры

По предназначению, основной режим работы транзистора C2335 – ключевой, с глубоким насыщением и частыми переключениями. Тепловые потери транзистора, работающего в ключевом режиме, во многом определяются потерями на коммутационных интервалах, когда транзистор переходит из проводящего состояния в непроводящее и наоборот. Поэтому все производители таких изделий придают большое значение временным параметрам и приводят их значения в информационных материалах.

Пример схемы измерения временных параметров транзистора.

Временные параметры:

• t_on – время включения;
• t_stg – время сохранения импульса тока;
• t_f – время спадания импульса тока.

Импульсы напряжения U_IN длительностью PW = 50 мкс поступают на вход схемы со скважностью ≤ 2%.

• U_CC – напряжение питания.
• R_L – сопротивление нагрузки.
• I_C – ток коллектора.
• I_B1 и I_B2 – токи базы в разные периоды времени.
• U_BB = — 5 В – напряжение смещения транзистора.

“Base current waveform” – диаграмма тока базы во времени.

“Collector current waveform” – диаграмма тока коллектора во времени.

Модификации и группы транзистора 2335

Тип	PC	UCB	UCE	UBE	IC	TJ	hFE	Группы по hFE	Временные параметры	Корпус
KSC2335	40	500	400	7	7	150	10…80	R, O, Y	ton ˂ 1 мкс tstg ˂ 2,5 мкс tf ˂ 1 мкс	TO-220
2SC2335F	40	500	400	7	7	150	10…80	-	ton ˂ 1 мкс tstg ˂ 2,5 мкс tf ˂ 1 мкс	TO-220F
2SD2335	100	1500	600	5	7	150	4…30	-	tf ˂ 1 мкс	TO-3PML
CSC2335	40	500	400	7	7	150	20…80	R, O, Y	ton ˂ 1 мкс tstg ˂ 2,5 мкс tf ˂ 1 мкс	TO-220
2SC2335	40	500	400	7	7	150	10…80	M, L, K		TO-220AB

Аналоги

Для замены могут подойти транзисторы кремниевые, со структурой NPN, эпитаксиально-планарные, используемые в импульсных источниках питания, пускорегулирующих устройствах, преобразователях, стабилизаторах.

Отечественное производство

Тип	PC	UCB	UCE	UBE	IC	TJ	fT	hFE	Временные параметры	Корпус
KSC2335	40	500	400	7	7	150	-	10…80	ton ˂ 1 мкс tstg ˂ 2,5 мкс tf ˂ 1 мкс	TO-220
КТ840А	60	900	400	5	6	150	8	10…60	ton ˂ 0,2 мкс tstg ˂ 3,5 мкс tf ˂ 0,6 мкс	TO-3
КТ841А	50	600	400	5	10	150	10	10	ton = 0,08 мкс tstg = 0,8 мкс tf = 0,5 мкс	TO-3
2Т842А	50	300	300	5	5	150	20	15	ton = 0,12 мкс tstg = 0,8 мкс tf = 0,13 мкс	TO-3
КТ847А	125	650	-	8	15	150	˃ 15	˃ 8	tstg = 3,0 мкс tf = 1,5 мкс	TO-3
КТ858А	60	400	400	6	7	150	-	˃ 10	tstg ˂ 2,5 мкс tf ˂ 0,75 мкс	TO-220
2Т862	50	600	400	5	10	150	20	12…50	ton ˂ 0,4 мкс tstg ˂ 1,0 мкс tf ˂ 0,25 мкс	TO-3
КТ812А	50	400	400	7	8	150	˃ 3	-	tf = 0,2…1,3 мкс	TO-3
КТ8126А1	80	700	400	9	8	150	˃ 4	8…40	ton = 1,6 мкс tstg = 3,0 мкс tf = 0,7 мкс	TO-220
КТ8164А	75	700	400	9	4	150	˃ 4	10…60	ton = 0,8 мкс tstg = 0,9 мкс tf = 4,0 мкс	TO-220

Зарубежное производство

Тип	PC	UCB	UCE	UBE	IC	TJ	hFE	Корпус
KSC2335	40	500	400	7	7	150	10…80	TO-220
KSC2334	40	150	100	7	7	150	20…240	TO-220C
2SC2502	50	500	400	7	8	150	˃ 15	TO-220
TT2194	50	500	400	7	12	150	20	TO-220
WBP3308	45	900	500	7	7	150	20	TO-220
2SC3038	40	500	400	7	7	150	50	TO-220
2SC3039	50	500	400	7	7	150	30	TO-220
2SC3170	40	500	-	-	7	150	25	TO-220
2SC3626	40	-	400	-	8	-	55	TO-220
2SC4055	60	600	450	7	8	180	100	TO-220
2SC4106 M/N	50	500	400	7	7	175	60	TO-220
2SC4107 M/N	60	500	400	7	10	150	20/60	TO-220
2SC4274	40	500	400	-	10	150	40	TO-220
2SC4458 L	40	900	500	9	8	150	25	TO-220F
2SC4559	40	500	400	-	7	175	150	TO-220
2SD1162	40	500	-	10	10	150	400	TO-220
2SD1349	50	500	-	-	7	150	150	TO-220
2SD1533	45	500	-	-	7	150	800	TO-220
2SD1710A	50	900	500	9	8	150	25	TO-220
3DK3039	50	500	400	7	7	175	25	TO-220, TO-276AB
MJ10012T	65	600	400	-	15	200	200	TO-220

Примечание: данные в таблицах взяты из даташип-производителя.

Графические иллюстрации характеристик

Рис. 3. Зависимости напряжений насыщения коллектор-эмиттер U_CE(sat) и эмиттер-база U_BE(sat) от величины коллекторной нагрузки I_C.

Зависимость снята при соотношении амплитуд импульсов токов коллектора и базы I_C/I_B = 5.

Рис. 4. Снижение предельной токовой нагрузки I_C в области безопасной работы транзистора при увеличении температуры корпуса прибора T_C.

Кривая «Dissipation Limited» — снижение токовой нагрузки в результате общего перегрева п/п структуры.

Кривая «S/b Limited» — снижение токовой нагрузки для исключения вторичного пробоя п/п структуры локально, в местах повышенной плотности тока.

Определение теплового режима транзистора во многом сводится к определению рассеиваемой мощности и соотнесению её с областью безопасной работы транзистора (ОБР). Для транзистора, работающего в ключевом режиме, приходится учитывать потери на коммутационных интервалах, а также ряд особенностей, определяемых реактивными свойствами коллекторной цепи и источника питания.

Рис. 5. Область безопасной работы транзистора, определена при температуре среды T_a = 25°С при нагрузке транзистора одиночными импульсами (Single Pulse) различной длительности: PW = 10 мкс; 50 мкс; 100 мс; 300 мкс; 1,0 мс; 10 мс; 100 мс.

Выделяются 4 участка ограничивающих линий предельного тока коллектора:

1. горизонтальный – предельный ток транзистора, определяющий устойчивость паяных соединений. При возрастании температуры корпуса вводится поправка согласно графику Рис. 4;
2. участок «Dissipation Limited» – предельный ток, ограничивающий общий нагрев п/п структуры;
3. участок «S/b Limited» — ограничение тока исходя из недопущения вторичного пробоя п/п структуры;
4. вертикальный участок – предельное напряжение коллектор-эмиттер, не приводящее к лавинному пробою п/п структуры.

Характеристики ОБР по Рис. 5 подходят для анализа безопасной работы транзистора при резистивном или емкостном характере нагрузки, а также при любой нагрузке на интервале проводимости (t_on). См. диаграмму тока коллектора в импульсном режиме выше.

В схеме с индуктивной нагрузкой на коммутационном интервале (t_stg + t_f), при восстановлении непроводящего состояния, возникающие на транзисторе пиковые перенапряжения могут превышать критические значения и вызвать пробой п/п структуры. Для уменьшения перенапряжений вводятся ограничители напряжения: снабберные RC-цепи, активные ограничители и т. п. Для уменьшения потерь (уменьшения длительности коммутационного интервала) в цепь управления (базы) транзистора вводится отрицательное напряжение смещения.

Увеличение напряжений при вводе отрицательного смещения и ограничение коллекторного тока отражаются на конфигурации ОБР. Такая ОБР является неотъемлемой характеристикой работы транзистора в переключающем режиме с индуктивной нагрузкой.

Рис. 6. Область безопасной работы с обратным смещением. Характеристика снята при условии T_c ≤ 100°C.

Увеличение U_CEX(sus) при значительном ограничении тока коллектора – результат ввода ограничителей коммутационных перенапряжений до уровня 450 В.

Условиями безопасной (корректной) работы транзистора в ключевом режиме является выполнение следующих условий:

• непревышение температурных ограничений по структуре в целом;
• токи и напряжения на интервале включения (t_on) не превышают ограничений ОБР;
• токи и напряжения на интервале выключения (t_stg + t_f) не превышают ограничений ОБР с обратным смещением.