BUL42D
High Speed, High Gain
Bipolar NPN Transistor
Integrating an
Antisaturation Network and
a Transient Voltage
Suppression Capability
The BUL42D is a state–of–the–art bipolar transistor. Tight dynamic
characteristics and lot to lot minimum spread make it ideally suitable
for light ballast applications.
Main Features:
http://onsemi.com
4 AMPERES
700 VOLTS
75 WATTS
POWER TRANSISTOR
•
•
•
•
Free Wheeling Diode Built In
Flat DC Current Gain
Fast Switching Times and Tight Distribution
“Six Sigma” Process Providing Tight and Reproducible Parameter
Spreads
MAXIMUM RATINGS
Rating
Collector–Emitter Sustaining Voltage
Collector–Base Breakdown Voltage
Collector–Emitter Breakdown Voltage
Emitter–Base Voltage
Collector Current – Continuous
– Peak (Note 1)
Base Current – Continuous
– Peak (Note 1)
*Total Device Dissipation @ T
C
= 25_C
*Derate above 25_C
Operating and Storage Temperature
Symbol
V
CEO
V
CBO
V
CES
V
EBO
I
C
I
CM
I
B
I
BM
P
D
T
J
, T
stg
Value
400
700
700
9
4.0
8.0
1.0
2.0
75
0.6
–65 to +150
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
Vdc
Adc
Adc
Watt
W/_C
_C
TO–220
CASE 221A
STYLE 1
BUL
42D
YWW
MARKING
DIAGRAM
Y
WW
= Year
= Work Week
TYPICAL GAIN
Typical Gain @ I
C
= 1 A, V
CE
= 2 V
Typical Gain @ I
C
= 0.3 A, V
CE
= 1 V
h
FE
h
FE
13
16
–
–
ORDERING INFORMATION
Device
BUL42D
Package
TO–220
Shipping
50 Units/Rail
THERMAL CHARACTERISTICS
Characteristic
Thermal Resistance –
Junction–to–Case
Thermal Resistance –
Junction–to–Ambient
Maximum Lead Temperature for Soldering
Purposes: 1/8″ from Case for 5 seconds
Symbol
R
θJC
R
θJA
T
L
Value
1.66
62.5
260
Unit
°C/W
°C/W
°C
1. Pulse Test: Pulse Width = 5.0 ms, Duty Cycle = 10%
©
Semiconductor Components Industries, LLC, 2002
1
April, 2002 – Rev. 1
Publication Order Number:
BUL42D/D
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î
Î Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î
Î Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î
Î
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(T
C
= 25°C unless otherwise noted)
DYNAMIC SATURATION VOLTAGE
SWITCHING CHARACTERISTICS: Resistive Load
(D.C.
≤
10%, Pulse Width = 40
ms)
DIODE CHARACTERISTICS
ON CHARACTERISTICS
OFF CHARACTERISTICS
Dynamic Saturation
Voltage:
Determined 1
ms
and
3
ms
respectively after
rising I
B1
reaches
90% of final I
B1
Collector Cutoff Current
(V
CE
= Rated V
CES
, V
EB
= 0)
Fall Time
(I
C
= 2.5 Adc, I
B1
= I
B2
= 0.5 A, V
CC
= 150 V, V
BE
= –2 V)
Turn–Off Time
(I
C
= 1.2 Adc, I
B1
= 0.4 A, I
B2
= 0.1 A, V
CC
= 300 V)
Forward Diode Voltage
(I
EC
= 1.0 Adc)
DC Current Gain
(I
C
= 1 Adc, V
CE
= 2 Vdc)
(I
C
= 2 Adc, V
CE
= 5 Vdc)
Collector–Emitter Saturation Voltage
(I
C
= 2 Adc, I
B
= 0.5 Adc)
Base–Emitter Saturation Voltage
(I
C
= 1 Adc, I
B
= 0.2 Adc)
Emitter–Cutoff Current
(V
EB
= 9 Vdc, I
C
= 0)
Collector Cutoff Current
(V
CE
= Rated V
CEO
, I
B
= 0)
Emitter–Base Breakdown Voltage
(I
EBO
= 1 mA)
Collector–Base Breakdown Voltage
(I
CBO
= 1 mA)
Collector–Emitter Sustaining Voltage
(I
C
= 100 mA, L = 25 mH)
Characteristic
I
C
= 1 A
I
B1
= 200 mA
V
CC
= 300 V
I
C
= 400 mA
I
B1
= 40 mA
V
CC
= 300 V
@ 3
ms
@ 1
ms
@ 3
ms
@ 1
ms
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
@ T
C
= 25°C
@ T
C
= 125°C
http://onsemi.com
BUL42D
2
V
CEO(sus)
V
CE(dsat)
Symbol
V
CE(sat)
V
BE(sat)
V
CBO
V
EBO
I
CEO
I
EBO
I
CES
V
EC
h
FE
T
off
T
f
Min
700
400
4.6
8.0
10
9.0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0.85
0.35
0.6
0.75
1.3
Typ
780
430
0.9
0.2
2.1
4.7
2.8
3.2
13
12
12
–
–
–
–
–
–
–
6.55
Max
10
200
100
100
200
0.8
1.5
1.0
1.2
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
mAdc
mAdc
mAdc
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
Vdc
Vdc
ms
ms
V
V
–
BUL42D
TYPICAL STATIC CHARACTERISTICS
100
100
hFE , DC CURRENT GAIN
hFE , DC CURRENT GAIN
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
10
T
J
= -20°C
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
10
T
J
= -20°C
1
0.001
0.01
0.1
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
1
0.001
0.01
0.1
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
Figure 1. DC Current Gain @ V
CE
= 1 V
Figure 2. DC Current Gain @ V
CE
= 5 V
3
T
J
= 25°C
VCE , VOLTAGE (VOLTS)
2A
1.5 A
1
I
C
= 0.2 A
0
0.001
0.01
1A
0.4 A
VCE , VOLTAGE (VOLTS)
10
I
C
/I
B
= 5
2
1
0.1
T
J
= 125°C
T
J
= -20°C
T
J
= 25°C
1
0.1
I
B
, BASE CURRENT (AMPS)
10
0.01
0.001
0.01
0.1
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
Figure 3. Collector Saturation Region
Figure 4. Collector–Emitter Saturation Voltage
100
I
C
/I
B
= 8
VCE , VOLTAGE (VOLTS)
VCE , VOLTAGE (VOLTS)
10
T
J
= 125°C
1
T
J
= -20°C
T
J
= 25°C
10
I
C
/I
B
= 10
T
J
= -20°C
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
1
0.1
0.1
0.01
0.001
1
0.01
0.1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
0.01
0.001
1
0.01
0.1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
Figure 5. Collector–Emitter Saturation Voltage
Figure 6. Collector–Emitter Saturation Voltage
http://onsemi.com
3
BUL42D
TYPICAL STATIC CHARACTERISTICS
10
I
C
/I
B
= 5
VBE , VOLTAGE (VOLTS)
VBE , VOLTAGE (VOLTS)
10
I
C
/I
B
= 8
1
T
J
= -20°C
1
T
J
= -20°C
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
0.1
0.001
1
0.01
0.1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
0.1
0.001
1
0.01
0.1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
Figure 7. Base–Emitter Saturation Region
Figure 8. Base–Emitter Saturation Region
10
FORWARD DIODE VOLTAGE (VOLTS)
I
C
/I
B
= 10
VBE , VOLTAGE (VOLTS)
10
1
T
J
= -20°C
1
V
EC(V)
= -20°C
V
EC(V)
= 125°C
V
EC(V)
= 25°C
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
0.1
0.001
1
0.01
0.1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
10
0.1
0.01
0.1
1
REVERSE EMITTER-COLLECTOR CURRENT
10
Figure 9. Base–Emitter Saturation Region
Figure 10. Forward Diode Voltage
http://onsemi.com
4
BUL42D
TYPICAL SWITCHING CHARACTERISTICS
1000
C
ib
C, CAPACITANCE (pF)
100
C
ob
10
T
J
= 25°C
f
(test)
= 1 MHz
BVCER (VOLTS)
900
800
700
600
500
400
1
1
10
V
R
, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
100
300
T
C
= 25°C
10
100
R
BE
(W)
1000
10000
I
CER
= 100 mA
l
C
= 25 mH
I
CER
= 10 mA
Figure 11. Capacitance
Figure 12. B
VCER
= f(R
BE
)
800
700
600
t, TIME (ns)
500
400
300
200
100
0
0
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
0.5
1.5
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
2
h
FE
= 5
h
FE
= 10
I
Bon
= I
Boff
V
CC
= 300 V
P
W
= 40
µs
t, TIME (ns)
9
I
Bon
= I
Boff
V
CC
= 300 V
P
W
= 40
µs
6
3
T
J
= 125°C
T
J
= 25°C
0
h
FE
= 5
0
h
FE
= 10
2
1.5
0.5
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
Figure 13. Resistive Switching, t
on
Figure 14. Resistive Switching, t
off
4
I
Bon
= I
Boff
V
CE
= 15 V
V
Z
= 300 V
L
C
= 200
µH
T
J
= 125°C
4
3
t, TIME (
µ
s)
T
J
= 125°C
3
T
J
= 25°C
t, TIME (
µ
s)
T
J
= 25°C
2
I
Bon
= I
Boff
V
CE
= 15 V
V
Z
= 300 V
L
C
= 200
µH
2
1
0
0
0.5
1
1.5
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
2
1
0.5
1.5
1
I
C
, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
2
Figure 15. Inductive Storage Time,
t
si
@ h
FE
= 5
http://onsemi.com
5
Figure 16. Inductive Storage Time,
t
si
@ h
FE
= 10