1
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
 $%
 "! "($ $!&"!
$!%%&"$% (& % &&$
#'# "
The MJ10015 and MJ10016 Darlington transistors are designed for high–voltage,
high–speed, power switching in inductive circuits where fall time is critical. They are
particularly suited for line–operated switchmode applications such as:
Switching Regulators
Motor Controls
Inverters
Solenoid and Relay Drivers
Fast Turn–Off Times
1.0 µs (max) Inductive Crossover Time — 20 Amps
2.5 µs (max) inductive Storage Time — 20 Amps
Operating Temperature Range –65 to +200
_
C
Performance Specified for
Reversed Biased SOA with Inductive Load
Switching Times with Inductive Loads
Saturation Voltages
Leakage Currents
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MAXIMUM RATINGS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Rating
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
MJ10015
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
MJ10016
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
VCEO
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
400
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
500
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
VCEV
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
600
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
700
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Base Voltage
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
VEB
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
8.0
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Current Continuous
Peak (1)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
IC
ICM
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
50
75
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base Current Continous
Peak (1)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
IB
IBM
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
10
15
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Power Dissipation @ TC = 25
_
C
@ TC = 100
_
C
Derate above 25
_
C
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
250
143
1.43
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Watts
W/
_
C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Operating and Storage Junction Temperature Range
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
TJ, Tstg
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
65 to +200
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
_
C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
THERMAL CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Case
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
RθJC
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
0.7
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
_
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Maximum Lead Temperature for Soldering Purposes:
1/8 from Case for 5 Seconds
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
TL
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
275
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
_
C
(1) Pulse Test: Pulse Width = 5 ms, Duty Cycle
v
10%.
SWITCHMODE is a trademark of Motorola, Inc.

SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA Order this document
by MJ10015/D
Motorola, Inc. 1995


50 AMPERE
NPN SILICON
POWER DARLINGTON
TRANSISTORS
400 AND 500 VOLTS
250 WATTS
CASE 197–05
TO–204AE TYPE
(TO–3 TYPE)
50
8
REV 1
 
2 Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25
_
C unless otherwise noted)
Characteristic
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Min
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Typ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
OFF CHARACTERISTICS (1)
Collector–Emitter Sustaining Voltage (Table 1)
(IC = 100 mA, IB = 0, Vclamp = Rated VCEO) MJ10015
MJ10016
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
400
500
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
Collector Cutoff Current
(VCEV = Rated Value, VBE(off) = 1.5 Vdc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ICEV
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.25
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
mAdc
Emitter Cutoff Current
(VEB = 2.0 Vdc, IC = 0)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
IEBO
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
350
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SECOND BREAKDOWN
Second Breakdown Collector Current with Base Forward Biased
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
IS/b
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 7
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Clamped Inductive SOA with Base Reverse Biased
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
RBSOA
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
See Figure 8
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ON CHARACTERISTICS (1)
DC Current Gain
(IC = 20 Adc, VCE = 5.0 Vdc)
(IC = 40 Adc, VCE = 5.0 Vdc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
hFE
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
25
10
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Collector–Emitter Saturation Voltage
(IC = 20 Adc, IB = 1.0 Adc)
(IC = 50 Adc, IB = 10 Adc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
VCE(sat)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.2
5.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
Base–Emitter Saturation Voltage
(IC = 20 Adc, IB = 1.0 Adc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
VBE(sat)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.75
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
Diode Forward Voltage (2)
(IF = 20 Adc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Vf
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.5
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
5.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DYNAMIC CHARACTERISTIC
Output Capacitance
(VCB = 10 Vdc, IE = 0, ftest = 100 kHz)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Cob
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
750
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
pF
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
SWITCHING CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Resistive Load (Table 1)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Delay Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(VCC = 250 Vdc, IC = 20 A,
IB1 = 1.0 Adc, VBE(off) = 5 Vdc, tp = 25 µs
Duty Cycle
v
2%).
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
td
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.14
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.3
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Rise Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(VCC = 250 Vdc, IC = 20 A,
IB1 = 1.0 Adc, VBE(off) = 5 Vdc, tp = 25 µs
Duty Cycle
v
2%).
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
tr
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.3
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
IB1 = 1.0 Adc, VBE(off) = 5 Vdc, tp = 25 µs
Duty Cycle
v
2%).
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ts
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.8
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
v
2%).
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
tf
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.3
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Inductive Load, Clamped (Table 1)
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(I
C = 20 A(pk), Vclamp = 250 V, IB1 = 1.0 A,
VBE(off) = 5.0 Vdc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
tsv
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎ
Crossover Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(IC = 20 A(pk), Vclamp = 250 V, IB1 = 1.0 A,
VBE(off) = 5.0 Vdc)
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
tc
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
0.36
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
(1) Pulse Test: Pulse Width = 300 µs, Duty Cycle
v
2%.
(2) The internal Collector–to–Emitter diode can eliminate the need for an external diode to clamp inductive loads.
(2) Tests have shown that the Forward Recovery Voltage (Vf) of this diode is comparable to that of typical fast recovery rectifiers.
 
3
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
V, VOLTAGE (VOLTS)
0.2
VBE, BASE–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0
2.8
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
2.4
2.0
1.6
1.2
IC/IB = 10
100
0.5
Figure 1. DC Current Gain
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
5.0 1.0 2.0 5.0 10 20 50
50
10
20
Figure 2. Collector–Emitter Saturation Voltage
0.5 IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.4 2.0 5.0
1.2
0.8
hFE, DC CURRENT GAIN
TC = 25
°
C
VCE = 5.0 V
10 20 50
Figure 3. Base–Emitter Saturation Voltage
+0.20.5 1.0 2.0 10 50205.0
Figure 4. Collector Cutoff Region
2.4
2.0
1.6
Figure 5. Output Capacitance
1500
0.4 VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
100 10
1000
100 400
C
200
FORWARD
0.8
VCE = 250 V
75
°
C
100
°
C
REVERSE
25
°
C
TJ = 125
°
C
1.0 4.0 40
300
500
TJ = 150
°
C
TJ = 25
°
C
104
103
102
101
100
10–1
, OUTPUT CAPACITANCE (pF)
ob
1.0
, COLLECTOR CURRENT ( A)
µ
ICV, VOLTAGE (VOLTS)
IC/IB = 10
TJ = 150
°
C
TJ = 25
°
C
+0.4 +0.6 +0.8
TJ = 25
°
C
TYPICAL CHARACTERISTICS
 
4 Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
Table 1. Test Conditions for Dynamic Performance
VCEO(sus) VCEX AND INDUCTIVE SWITCHING RESISTIVE SWITCHING
INPUT
CONDITIONS
CIRCUIT
VALUES
TEST CIRCUITS
20
1
0
PW Varied to Attain
IC = 100 mA
Lcoil = 10 mH, VCC = 10 V
Rcoil = 0.7
Vclamp = VCEO(sus)
Lcoil = 180 µH
Rcoil = 0.05
VCC = 20 V
VCC = 250 V
RL = 12.5
Pulse Width = 25 µs
INDUCTIVE TEST CIRCUIT
TURN–ON TIME
IB1 adjusted to
obtain the forced
hFE desired
TURN–OFF TIME
Use inductive switching
driver as the input to
the resistive test circuit.
t1 Adjusted to
Obtain IC
Test Equipment
Scope — Tektronix
475 or Equivalent
RESISTIVE TEST CIRCUITOUTPUT WAVEFORMS
2
IB1
1
2
5 V
INDUCTIVE TEST CIRCUIT
1
INPUT
2
Rcoil
Lcoil
VCC
Vclamp
RS =
0.1
1N4937
OR
EQUIVALENT
TUT
SEE ABOVE FOR
DETAILED CONDITIONS
1
INPUT
2
Rcoil
Lcoil
VCC
Vclamp
RS =
0.1
1N4937
OR
EQUIVALENT
TUT
SEE ABOVE FOR
DETAILED CONDITIONS
t1
IC(pk) tf Clamped
tft
t
t2
TIME
VCE or
Vclamp
1
2
TUT
RL
VCC
t1 Lcoil (ICpk)
VCC
t2 Lcoil (ICpk)
VClamp
*Adjust –V such that VBE(off) = 5 V except as required for RBSOA (Figure 8).
Figure 6. Inductive Switching Measurements
trv
TIME
IC
VCE 90% IB1
tsv
IC pk Vclamp
90% Vclamp 90% IC
10% Vclamp 10%
IC pk 2% IC
IB
tfi tti
tc
SWITCHING TIMES NOTE
In resistive switching circuits, rise, fall, and storage times
have been defined and apply to both current and voltage
waveforms since they are in phase. However, for inductive
loads which are common to SWITCHMODE power supplies
and hammer drivers, current and voltage waveforms are not
in phase. Therefore, separate measurements must be made
on each waveform to determine the total switching time. For
this reason, the following new terms have been defined.
tsv = Voltage Storage Time, 90% IB1 to 10% Vclamp
trv = Voltage Rise Time, 10
ā
ā
90% Vclamp
tfi = Current Fall Time, 90
ā
ā
10% IC
tti = Current Tail, 10
ā
ā
2% IC
tc = Crossover Time, 10% Vclamp to 10% IC
For the designer, there is minimal switching loss during
storage time and the predominant switching power losses
occur during the crossover interval and can be obtained us-
ing the standard equation from AN–222:
PSWT = 1/2 VCC IC (tc) f
In general, t rv + tfi
^
tc. However, at lower test currents
this relationship may not be valid.
As is common with most switching transistors, resistive
switching is specified and has become a benchmark for de-
signers. However, for designers of high frequency converter
circuits, the user oriented specifications which make this a
SWITCHMODE transistor are the inductive switching
speeds (tc and tsv) which are guaranteed.
 
5
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
The Safe Operating Area figures shown in Figures 7 and 8 are
specified ratings for these devices under the test conditions
shown.
1.0
Figure 7. Forward Bias Safe Operating Area
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
5.0 50
0.005
50
20
2.0
1.0
5.0
0.5
100010 100
0
Figure 8. Reverse Bias Switching Safe
Operating Area
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0200 300
40
20
50
400
TC = 25
°
C
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
0.1
200
dc
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
2.0 20 500
30
10
0.2
0.02
0.01
500
VBE(off) = 5.0 V
TC = 25
°
C
MJ10015
0.05
10
TURN–OFF LOAD LINE
BOUNDARY FOR MJ10016
THE LOCUS FOR MJ10015
IS 100 V LESS
10
µ
s
IC
IB1
u
10
BONDING WIRE LIMIT
THERMAL LIMIT (SINGLE PULSE)
SECOND BREAKDOWN LIMIT
MJ10016
100
SAFE OPERATING AREA INFORMATION
FORWARD BIAS
There are two Iimitations on the power handling ability of a
transistor: average junction temperature and second break-
down. Safe operating area curves indicate IC – VCE limits of
the transistor that must be observed for reliable operation,
i.e., the transistor must not be subjected to greater dissipa-
tion than the curves indicate.
The data of Figure 7 is based on TC = 25
_
C; TJ(pk) is
variable depending on power level. Second breakdown pulse
limits are valid for duty cycles to 10% but must be derated
when TC 25
_
C. Second breakdown limitations do not der-
ate the same as thermal limitations. Allowable current at the
voltages shown on Figure 7 may be found at any case tem-
perature by using the appropriate curve on Figure 9.
REVERSE BIAS
For inductive loads, high voltage and high current must be
sustained simultaneously during turn–off, in most cases, with
the base to emitter junction reverse biased. Under these
conditions the collector voltage must be held to a safe level
at or below a specific value of collector current. This can be
accomplished by several means such as active clamping,
RC snubbing, load line shaping, etc. The safe level for these
devices is specified as Reverse Bias Safe Operating Area
and represents the voltage–current condition allowable dur-
ing reverse biased turn–off. This rating is verified under
clamped conditions so that the device is never subjected to
an avalanche mode. Figure 8 gives the complete RBSOA
characteristics.
0
Figure 9. Power Derating
TC, CASE TEMPERATURE (
°
C)
040 80
80
40
100
120
POWER DERATING FACTOR (%)
160 200
60
20
THERMAL
DERATING
VBE(off), REVERSE BASE VOLTAGE (VOLTS)
1 2 3 4 5 6
10
8
6
5
4
3
2
0
, BASE CURRENT (AMP)IB2(pk)
0
SEE TABLE 1 FOR CONDITIONS,
FIGURE 6 FOR WAVESHAPE.
9
7
1
7 8
Figure 10. Typical Reverse Base Current
versus VBE(off) With No External Base
Resistance
IC = 20 A
FORWARD BIAS
SECOND BREAKDOWN
DERATING
 
6 Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
PACKAGE DIMENSIONS
CASE 197–05
TO–204AE TYPE
(TO–3 TYPE)
ISSUE J
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
STYLE 1:
PIN 1. BASE
2. EMITTER
CASE: COLLECTOR
A
N
E
C
K
D2 PL
SEATING
PLANE
–T–
UL
M
Q
M
0.25 (0.010) Y M
T
–Y–
HGB
–Q–
2
1
DIM MIN MAX MIN MAX
MILLIMETERSINCHES
A1.510 1.550 38.35 39.37
B0.980 1.050 24.89 26.67
C0.250 0.335 6.35 8.51
D0.057 0.063 1.45 1.60
E0.060 0.135 1.52 3.43
G0.420 0.440 10.67 11.18
H0.205 0.225 5.21 5.72
K0.440 0.480 11.18 12.19
L0.655 0.675 16.64 17.15
N0.760 0.830 19.30 21.08
Q0.151 0.175 3.84 4.19
U1.177 1.197 29.90 30.40
How to reach us:
USA / EUROPE: Motorola Literature Distribution; JAPAN: Nippon Motorola Ltd.; Tatsumi–SPD–JLDC, Toshikatsu Otsuki,
P.O. Box 20912; Phoenix, Arizona 85036. 1–800–441–2447 6F Seibu–Butsuryu–Center, 3–14–2 Tatsumi Koto–Ku, Tokyo 135, Japan. 03–3521–8315
MFAX: RMFAX0@email.sps.mot.com – T OUCHTONE (602) 244–6609 HONG KONG: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park,
INTERNET: http://Design–NET.com 51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852–26629298
Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty , representation or guarantee regarding
the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit,
and specifically disclaims any and all liability , including without limitation consequential or incidental damages. “Typical” parameters can and do vary in different
applications. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customers technical experts. Motorola does
not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in
systems intended for surgical implant into the body , or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of
the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such
unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless
against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death
associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part.
Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer .
MJ10015/D
*MJ10015/D*