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2N3055は、汎用アプリケーション向けのシリコンNPN パワー トランジスタです。1960年代初頭にRCAがホモタキシャルパワートランジスタプロセスを使用して導入し、1970年代半ばにエピタキシャルベースに移行しました。 [1] 番号はJEDEC規格に従っています。[2] これは、根強い人気を誇るトランジスタタイプです。[3] [4] [5]
仕様
正確なパフォーマンス特性は製造元と日付によって異なります。たとえば、 1970 年代半ばにエピタキシャルベース バージョンに移行する前は、f T は0.8 MHz まで低くなる可能性がありました。
TO-3ケーススタイルにパッケージングされたこのトランジスタは、15アンペア、60ボルト（またはそれ以上、下記参照）、115ワットのパワートランジスタで、コレクタ電流4Aでβ （順方向電流ゲイン）が20～70です（低電流でテストすると100を超える場合があります[6]）。遷移周波数は3.0MHz前後であることが多く、2N3055Aの場合は6MHzが一般的です。この周波数では、計算された電流ゲイン（ベータ）が1に低下し、トランジスタが共通エミッタ構成で有用な増幅を提供できなくなることを示しています。ゲインが低下し始める周波数は、これよりはるかに低い可能性があります。下記を参照してください。
最大定格
2N3055 のコレクタ・エミッタ間最大電圧は、他のトランジスタと同様に、トランジスタのベースとエミッタの間に外部回路が提供する抵抗経路によって決まります。100 オームの場合、ブレークダウン定格は 70 ボルト V CERとなり、コレクタ・エミッタ持続電圧 V CEO(sus)はON Semiconductorによって指定されています。[6] 100 V CBOブレークダウン電圧 (エミッタが開いている状態でのコレクタ・ベース間の最大電圧。実際の回路では非現実的な配置) が唯一の定格電圧として指定されることがあり、混乱を招く可能性があります。製造元が2N3055 の V CES定格電圧を指定することはほとんどありません。
総消費電力（ほとんどのアメリカのデータシートでは P Dと書かれ、ヨーロッパのデータシートでは P totと書かれている）は、2N3055 が接続されているヒートシンクによって異なります。「無限」ヒートシンクの場合、ケース温度が確実に 25 度の場合、電力定格は約 115 W です（一部のメーカーは 117 W を指定しています）。ただし、ほとんどのアプリケーション（特に周囲温度が高い場合）では、メーカーの電力軽減曲線に従って、大幅に低い電力定格が予想されます。このデバイスは効率的なヒートシンクで動作するように設計されていますが、デバイスを適切に取り付けるには注意が必要です。[7] [8] [9]そうしないと、特にケースやヒートシンクが完全に平らでない場合は、物理的な損傷や電力処理の悪化が発生する可能性があります。
遷移周波数、fT
1967 年の RCA トランジスタ マニュアル SC-13 には、2N3055 の高周波性能の基準については何も記載されていませんでした。1971 年の SC-15 マニュアルでは、遷移周波数 f Tが少なくとも 800 kHz (I C = 1 A のとき) と指定され、f hfe (小信号電流ゲインが 3 dB 低下する周波数) も 1 A で最低 10 kHz と指定されました。この頃の他のメーカーも同様の値を指定していました (たとえば、1973 年に Philips は 2N3055 デバイスに対して f T > 0.8 MHz および f hfe > 15 kHz を指定しました)。
RCA は 1977 年までに仕様を変更し、f = 1 MHz での小信号ゲインの最小値を 2.5 としました。つまり、f Tの最小値は 2.5 MHz (MJ2955 の場合は 4 MHz) です。最近の 2N3055 のデータシートでは、多くの場合 (必ずではありませんが)、f Tが 2.5 MHz (最小) と指定されています。これは、時間の経過とともにいくつかの改善が行われたためです (特に、エピタキシャル製造プロセスへの移行)。ただし、2N3055 (およびこの時代に生まれた他の多くのパワー トランジスタ) は、優れた高周波性能を備えているとは想定できず、オーディオ周波数範囲内であっても位相シフトとオープン ループ ゲインが低下する可能性があります。2N3055 の最新の後継製品は、高速スイッチング回路やハイエンド オーディオ パワー アンプに適しています。
歴史
歴史的に重要な2N3055は、RCAのハーブ・マイゼルのエンジニアリンググループによって設計されました。これは1ドル未満で販売された最初のマルチアンペアのシリコンパワートランジスタであり、業界の標準となりました。[10] 2N3054と2N3055は、ミルト・グライムズによるパッケージの再設計後に2N1486と2N1490から派生しました。設計、製造、およびアプリケーションエンジニアのチームは、1965年にRCA Electronic Components功績賞を受賞しました。2N3055は、リニア電源の直列パストランジスタとして今でも非常に人気があり、低周波電力コンバータを含む中電流および高電力回路で一般的に使用されていますが、オーディオパワーアンプやDC-ACインバータでの使用は現在ではあまり一般的ではなく、高周波スイッチモードアプリケーションでの使用は決して実用的ではありませんでした。他のメーカーによってセカンドソースされました。テキサス・インスツルメンツは、1967 年 8 月のデータシートに、このデバイスの単一拡散メサ バージョンを掲載しました。 [11] 1 つの制限は、周波数応答がかなり低いことです (通常、ユニティ ゲイン周波数または遷移周波数 f T は1 MHz でした)。これは、ほとんどの低周波の「主力」アプリケーションには十分であり、1970 年頃の他の高出力トランジスタと同等でしたが、ゲインが低下し始め、位相シフトが増加するため、20 kHz 付近で高忠実度パワー アンプの設計に多少の困難をもたらしました。
1970年代半ば
半導体製造技術の変化により、1970年代半ばには元のプロセスは経済的に競争力がなくなり、エピタキシャルベースの技術を使用して同様のデバイスが作成されました。[1]このデバイスの最大電圧と電流定格は元のものと同じですが、二次ブレークダウンに対する耐性は高くありません。電力処理（安全動作領域）は、高電圧で元のものよりも低い電流に制限されています。 [ 1]ただし、カットオフ周波数が高くなったため、新しいタイプの2N3055は高周波でより効率的になります。また、周波数応答が高くなったため、オーディオアンプで使用した場合のパフォーマンスが向上しました。[1]
オリジナルの2N3055は製造コストが高いためエピタキシャルベーストランジスタに比べて衰退しましたが、エピタキシャルベースバージョンはリニアアンプとスイッチング電源の両方で引き続き使用されました。[1] 2N3055のいくつかのバージョンは現在も生産されており、プッシュプル出力構成 で8オームの負荷 に最大40Wを供給するオーディオパワーアンプに使用されています。 [12]
関連デバイス
RCA のオリジナル以来、さまざまなメーカーの 2N3055 マークの付いたデバイス間で定格のわずかな違い (115 ワットまたは 117 ワットの消費電力など) に加えて、より高い定格電圧 (例: 100 V ceo定格の2N3055HV )、異なるケースの材質またはタイプ (例: スチール、アルミニウム、または金属タブ付きのプラスチック)、およびその他のバリエーションが存在します。
MJ2955 ( PNP ) (小信号PNPトランジスタである2N2955 [13] )と混同しないでください) も、現在ではエピタキシャルプロセスを使用して製造されており、2N3055の補完トランジスタです。
60 年代から 70 年代前半にかけて、フィリップスは、BDY20 (「HiFi」用と説明されている) およびBDY38 (ただし、BDY38 の定格電圧は 2N3055 よりも低い) というリファレンスで、TO-3 パッケージに封入された同様のデバイスを製造しました。
2N3055 の TO-3 P (プラスチック ケース) バージョンとその補完デバイス MJ2955 は、それぞれTIP3055とTIP2955として提供されており、消費電力定格がわずかに低くなっています。
10 アンペア (ピーク 15 アンペア)、80 ワットのTIP33 (NPN) およびTIP34 (PNP) は、それぞれ 2N3055 および MJ2955 と多少特性が似ているプラスチックケース入りのトランジスタで、40/60/80/100 V ceoブレークダウン電圧定格 のバリエーションが用意されています。
TO-3 ケースの 2N3773 はゲインが若干低いですが、最大定格が大幅に高くなっています (150 W、140 V ceo 、16アンペア)。
2N3054は2N3055 のはるかに低電力バージョンで、定格は 25 W、55 V、4 A ですが、1980 年代後半に多くのTO-66デバイスが主流メーカーのリストから削除されたため、ほぼ廃止されました。多くの場合、一部の 2N3055 アプリケーションと同様に、 MJE3055TなどのTO-220パッケージ バージョンを2N3054 の代わりに使用できます。
KD503は東側諸国で使用されている高出力の同等品で、汎用アプリケーション向けです。チェコスロバキアの電子機器会社テスラによって独占的に製造されました。KD503はTO-3ケーススタイル（テスラではT41と呼ばれています）にパッケージ化されており、20アンペア、80ボルト、150ワットのパワートランジスタです。遷移周波数は2.0MHzです。KD503は2N3055よりも高出力で高電流です。[14]これらは旧東側諸国でチェコスロバキアのテスラやポーランドのUnitraによって製造されたオーディオパワーアンプに広く使用されていました。
参考文献
- ^ abcde Ellis, JN; Osadchy, VS; Zarlink Semiconductor (2001 年 11 月). 「2N3055: ケース ヒストリー」. IEEE Transactions on Electron Devices . 48 (11): 2477– 2484. Bibcode :2001ITED...48.2477E. doi :10.1109/16.960371.
- ^ Dhir, SM (2000) [1999]. 「第2.2章: BJTの仕様とテスト」. 電子部品と材料: 原理、製造、保守 (2007年第5版)。インド: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited。p . 145。ISBN 0-07-463082-2。
- ^ P. Horowitz、W. Hill (2001)。電子工学の芸術（第2版）。ケンブリッジ大学出版局。321ページ。ISBN
978-0-521-37095-0人気
の2N3055
- ^ ゴードン・マコーム (2001)。ロボットビルダーの大儲け (第2版)。マグロウヒル・プロフェッショナル。p. 261。ISBN
978-0-07-136296-2
高出力の仕事では、ほぼ普遍的に使用されるNPNトランジスタは2N3055です
。 - ^ ルドルフ・F・グラフ、ウィリアム・シーツ（2001年）。『低電力送信機を自作しよう：電子工学実験者のためのプロジェクト』ニューネス、14ページ。ISBN
978-0-7506-7244-3たとえば、
2N2222、2N2905、2N3055 デバイスは 1960 年代に開発されましたが、改良が続けられ、今でも新しい設計に役立ち、実験者の間で人気があります。
- ^ abc 「2N3055(NPN)、MJ2955(PNP): 相補型シリコンパワートランジスタ (第 6 版)」(PDF)。On Semiconductor。Semiconductor Components Industries。2005 年 12 月。2011 年 3 月 25 日閲覧。
- ^ Roehr, Bill. 「パワー半導体の取り付けに関する考慮事項」(PDF) . ON Semiconductor . 2016 年10 月 31 日閲覧。
- ^ Elliott, Rod. 「ヒートシンクの設計とトランジスタの取り付け」。2019年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年10月31日閲覧。
- ^ Biagi, Hubert. 「TO-3 パッケージの取り付けに関する考慮事項」(PDF)。Burr-Brown 。2016 年10 月 31 日閲覧。
- ^ Ward, Jack (2001). 「オーラルヒストリー – ハーブ・マイゼル」 p. 3 . 2016年11月7日閲覧。
- ^ 設計エンジニアのためのパワー半導体データブック第1版、Texas Instruments Incorporated、発行番号CC-404 70977-22-IS、日付なし、5～75ページ
- ^ IOSS グループ (2008)。 IOSS アプリケーション電子オーディオ回路ソースブック。 Vol. 1.p. 52-53。ISBN 978-1-4404-7195-7. 2011年3月25日閲覧。
- ^ Kluwers Internationale Transistor Gids (第 4 版)。 Kluwer Technische Boeken BV 1991。p. 55.ISBN 9020125192。
- ^ 「2N3055、MJ2955、相補型パワートランジスタ」(PDF) . STMicroelectronics .
- ^ RCA Power Devices . RCA Corporation. 1977年。
- ^ 「テスラトランジスタ：テスラトランジスタデータシート」。テスラトランジスタ。テスラ。1980年。 2015年12月15日閲覧。
さらに読む
ウィキメディア・コモンズには、 2N3055に関連するメディアがあります。
- 歴史データブック
- パワーバイポーラトランジスタデータブック、1208 ページ、1988 年、SGS-Thomson。
- データシート
- STおよびONのデータシート
- データシート KD503 データシートカタログ