2N3055

2N3055は、汎用用途向けのシリコンNPN パワートランジスタです。1960年代初頭に RCAがホメ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規格に準拠しています。^{[ 2 ]} 長く人気のあるトランジスタタイプです。^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

仕様

正確な性能特性は製造元と製造時期によって異なります。例えば、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程度まで低くなる可能性がありました。

TO-3ケースにパッケージ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におけるβ （順方向電流利得）は20～70です（低電流でテストすると100を超える場合もあります^{[ 6 ]} ）。遷移周波数は3.0MHz前後であることが多く、 2N3055Aでは6MHzが一般的です。この周波数では、計算された電流利得（β）が1に低下し、共通エミッタ構成ではトランジスタがもはや有用な増幅を提供できないことを示しています。利得が低下し始める周波数は、これよりはるかに低い場合もあります（下記参照）。

最大定格

2N3055 の最大コレクタ-エミッタ間電圧は、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依存します。100 オームの場合、70 ボルトの降伏定格 V _CERとコレクタ-エミッタ維持電圧 V _CEO(sus)はON Semiconductorによって提供されます。^{[ 6 ]} 時には、100 V _CBO降伏電圧 (エミッタが開いているときのコレクタとベース間の最大電圧、実際の回路では非現実的な構成) が唯一の電圧定格として提供されることがあり、混乱を招く可能性があります。メーカーは2N3055 のV _{CES電圧定格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、ヨーロッパのデータシートでは P _{tot と}表記）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」のヒートシンク、つまりケース温度が確実に 25 度の場合、定格電力は約 115 W (一部のメーカーは 117 W と指定) ですが、ほとんどのアプリケーション (および周囲温度が高い場合) では、メーカーの電力ディレーティング曲線に従って、定格電力が大幅に低下することが予想されます。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ように注意する必要があります^{[ 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坦でない場合、物理的な損傷や電力処理能力の低下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では、2N3055の高周波性能に関する記述はなかったが、1971年のSC-15マニュアルでは、遷移周波数fT_が少なくとも800kHz（ _IC =1A時）と規定され、 fhfe （小信号電流利得_が3dB低下する周波数）も1A時で最低10kHzと規定された。この頃の他のメーカーも同様の値を指定していた（例えば、1973年にフィリップスは自社の2N3055デバイスについてfT>0.8MHz、fhfe>15kHz_と規定してい_た）。

RCAは1977年までに仕様を変更し、f = 1 MHzにおける小信号利得の最小値を2.5と定め、実質的に最小f _Tを2.5 MHz（ MJ2955の場合は 4 MHz）とした。現代の2N3055のデータシートでは、f _Tが2.5 MHz（最小値）と規定されていることが多いが、必ずしもそうとは限らない。これは、時間の経過とともにいくつかの改良が加えられてきたためである（特にエピタキシャル製造プロセスへの移行）。とはいえ、2N3055（およびこの時代に開発された他の多くのパワートランジスタ）は、高周波性能が優れているとは限らず、可聴周波数帯域内でも位相シフトや開ループ利得が劣化する可能性がある。2N3055の後継となる現代のトランジスタは、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はるかに適している。

歴史

歴史的に重要な 2N3055 は、RCA の Herb Meisel 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シリコンパワートランジスタであり、業界のワークホーススタンダードとなりました。^{[ 10 ]} 2N3054 と 2N3055 は、Milt Grimes によるパッケージの再設計の後、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 電子部品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に今でも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、高周波スイッチングモードアプリケーションでの使用は実用的ではありませんでした。他のメーカーによって二次供給されました。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、このデバイスのシングル拡散メサバージョンを掲載しました。 ^[¹¹^] 一つの制約は、周波数応答がかなり低かったことである（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 であった）。これはほとんどの低周波「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あったが、ゲインが低下し始め、位相シフトが増加するため、20 kHz 付近の高忠実度パワーアンプ設計には多少の困難をもたらした。

1970年代半ば

半導体製造技術の変化に伴い、 1970年代半ばには元のプロセスは経済的に競争力を失い、エピタキシャルベース技術を用いた同様のデバイスが作られました。^{[ 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、二次破壊に対する耐性はそれほど高くありません。高電圧での電力処理（安全動作領域）は、元のものよりも低い電流に制限されています。^{[ 1 ]}しかし、カットオフ周波数が高くなったため、新しいタイプの2N3055はより高い周波数でより効率的に動作できるようになりました。また、高周波応答により、オーディオアンプで使用した場合の性能も向上しました。^{[ 1 ]}

オリジナルの2N3055は製造コストが高かった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マーク付きデバイス間には、定格のわずかな違い（例えば、115ワットまたは117ワットの電力損失など）に加えて、より高い電圧定格（例えば、100Vの_ceo定格を持つ2N3055HV）、異なるケース材質またはタイプ（例えば、スチール、アルミニウム、または金属タブ付きプラスチック）、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^]と混同しないように）も現在エピタキシャルプロセスを使用して製造されており、2N3055の相補型トランジスタです。

1960年代から1970年代初頭にかけて、フィリップスは同様のデバイスをTO-3パッケージに封入し、BDY20（「ハイファイ」用途向けと説明されていた）およびBDY38という型番で製造した（ただし、BDY38は2N3055よりも定格電圧が低い）。

2N3055とその相補型デバイスであるMJ2955のTO-3 P（プラスチックケース）バージョンは、それぞれTIP3055およびTIP2955として入手可能で、消費電力定格は若干低くなっています。

10アンペア（ピーク時15アンペア）、80ワットのTIP33（NPN）とTIP34 （PNP）は、それぞれ2N3055とMJ2955にやや似た特性を持つプラスチックケース入りのトランジスタで、40/60/80/ 100Vの_ceoブレークダウン電圧定格を持つバリエーションが用意されています。

TO-3ケースの2N3773は、ゲインはわずかに低いものの、最大定格（150W、140V ceo、16アンペア）は大幅に高くなってい_ます。

2N3054は、2N3055の低消費電力版で、定格は25W 、55V 、 4Aですが、1980年代後半に多くのTO-66パッケージ製品が主要メーカーの製品リストから削除されたため、ほぼ廃盤となりました。多くの場合、MJE3055TなどのTO-220パッケージ版は、2N3054の代わりに、また一部の2N3055アプリケーションでも使用できます。

KD503は、東側諸国で使用されていた高出力の同等品で、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Tesla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（Tesla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、チェコスロバキアのTesla、ポーランドのUnitraが製造したオーディオパワーアンプで、旧東側諸国で広く使用されました。

参考文献

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さらに読む

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と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

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