MOTOROLA
SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA
Darlington Complementary
Silicon Power Transistors
. . . designed for general–purpose amplifier and low frequency switching applications.
•
High DC Current Gain —
hFE = 3500 (Typ) @ IC = 5.0 Adc
•
Collector–Emitter Sustaining Voltage — @ 100 mA
VCEO(sus) = 60 Vdc (Min) — 2N6050, 2N6057
VCEO(sus) =
80 Vdc (Min) — 2N6051, 2N6058
VCEO(sus) =
100 Vdc (Min) — 2N6052, 2N6059
•
Monolithic Construction with Built–In Base–Emitter Shunt Resistors
2N6050
thru
2N6052*
NPN
2N6057
thru
*
2N6059
*Motorola Preferred Device
PNP
PD, POWER DISSIPATION (WATTS)
Î Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î Î
Î
Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
Î Î
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
Î Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î Î
Î Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MAXIMUM RATINGS (1)
Rating
Symbol
VCEO
VCB
VEB
IC
IB
2N6050
2N6057
60
60
2N6051
2N6058
80
80
2N6052
2N6059
100
100
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
Adc
Adc
Collector–Emitter Voltage
Collector–Base Voltage
Emitter–Base voltage
5.0
12
20
Collector Current — Continuous
Peak
Base Current
0.2
Total Device Dissipation
@TC = 25
_
C
Derate above 25
_
C
PD
150
Watts
W/
_
C
0.857
Operating and Storage Junction
Temperature Range
TJ, Tstg
– 65 to + 200
_
C
DARLINGTON
12 AMPERE
COMPLEMENTARY
SILICON
POWER TRANSISTORS
60 – 80 – 100 VOLTS
150 WATTS
_
C
THERMAL CHARACTERISTICS
Characteristic
Symbol
R
θJC
Rating
1.17
Unit
CASE 1–07
TO–204AA
(TO–3)
Thermal Resistance, Junction to Case
_
C/W
(1) Indicates JEDEC Registered Data.
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0
25
50
75
100
125
150
TC, CASE TEMPERATURE (°C)
175
200
Figure 1. Power Derating
Preferred
devices are Motorola recommended choices for future use and best overall value.
REV 1
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
3–93
2N6050 thru 2N6052 2N6057 thru 2N6059
t, TIME (
µ
s)
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎ Î Î Î
Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î
Î Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î
Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î
Î Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(TC = 25
_
C unless otherwise noted)
Characteristic
OFF CHARACTERISTICS
Symbol
Min
Max
Unit
Collector–Emitter Sustaining Voltage (1)
(IC = 100 mAdc, IB = 0)
VCEO(sus)
Vdc
2N6050, 2N6057
2N6051, 2N6058
2N6052, 2N6059
60
80
100
—
—
—
—
—
—
—
—
Collector Cutoff Current
(VCE = 30 Vdc, IB = 0)
(VCE = 40 Vdc, IB = 0)
(VCE = 50 Vdc, IB = 0)
ICEO
mAdc
2N6050, 2N6057
2N6051, 2N6058
2N6052, 2N6059
1.0
1.0
1.0
0.5
5.0
2.0
Collector Cutoff Current
(VCE = Rated VCEO, VBE(off) = 1.5 Vdc)
(VCE = Rated VCEO, VBE(off) = 1.5 Vdc, TC = 150
_
C)
Emitter Cutoff Current
(VBE = 5.0 Vdc, IC = 0)
ICEX
mAdc
IEBO
mAdc
ON CHARACTERISTICS (1)
DC Current Gain
(IC = 6.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc)
(IC = 12 Adc, VCE = 3.0 Vdc)
hFE
—
750
100
—
—
—
—
18,000
—
2.0
3.0
4.0
2.8
Collector–Emitter Saturation Voltage
(IC = 6.0 Adc, IB = 24 mAdc)
(IC = 12 Adc, IB = 120 mAdc)
Base–Emitter Saturation Voltage
(IC = 12 Adc, IB = 120 mAdc)
Base–Emitter On Voltage
(IC = 6.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc)
VCE(sat)
Vdc
VBE(sat)
VBE(on)
Vdc
Vdc
DYNAMIC CHARACTERISTICS
Magnitude of Common Emitter Small–Signal Short Circuit Forward
Current Transfer Ratio
(IC = 5.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc, f = 1.0 MHz)
Output Capacitance
(VCB = 10 Vdc, IE = 0, f = 0.1 MHz)
|hfe|
4.0
—
MHz
2N6050/2N6052
2N6057/2N6059
Cob
hfe
—
—
500
300
—
pF
—
Small–Signal Current Gain
(IC = 5.0 Adc, VCE = 3.0 Vdc, f = 1.0 kHz)
300
* Indicates JEDEC Registered Data.
(1) Pulse test: Pulse Width = 300
µs,
Duty Cycle = 2.0%.
CC
RB & RC VARIED TO OBTAIN DESIRED CURRENT LEVELS
– 30 V
D1 MUST BE FAST RECOVERY TYPE, eg:
1N5825 USED ABOVE IB
≈
100 mA
RC
SCOPE
MSD6100 USED BELOW IB
≈
100 mA
TUT
V2
approx
+ 8.0 V
0
V1
approx
– 8.0 V
tr, tf
≤
10 ns
DUTY CYCLE = 1.0%
51
RB
D1
+ 4.0 V
25
µs
for td and tr, D1 is disconnected
and V2 = 0
V
10
5.0
ts
2.0
tf
1.0
0.5
tr
td @ VBE(off) = 0
0.2
0.1
0.2
VCC = 30 V
IC/IB = 250
IB1 = IB2
TJ = 25°C
10
20
2N6050/2N6052
2N6057/2N6059
≈
5.0 k
≈
50
0.5
For NPN test circuit reverse diode and voltage polarities.
5.0
1.0
3.0
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
Figure 2. Switching Times Test Circuit
Figure 3. Switching Times
3–94
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
2N6050 thru 2N6052 2N6057 thru 2N6059
r(t), EFFECTIVE TRANSIENT THERMAL
RESISTANCE (NORMALIZED)
1.0
0.7
0.5
0.3
0.2
0.1
0.1
0.07
0.05
0.03
0.02
0.01
0.01
SINGLE PULSE
0.05
0.02
0.01
P(pk)
R
θJC
(t) = r(t) R
θJC
R
θJC
= 1.17°C/W MAX
D CURVES APPLY FOR POWER
PULSE TRAIN SHOWN
t1
READ TIME AT t1
t2
TJ(pk) – TC = P(pk)
θ
JC(t)
DUTY CYCLE, D = t1/t2
D = 0.5
0.2
0.02
0.03 0.05
0.1
0.2 0.3
0.5
1.0
2.0 3.0 5.0
t, TIME (ms)
10
20
30
50
100
200 300
500
1000
Figure 4. Thermal Response
ACTIVE–REGION SAFE OPERATING AREA
50
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
20
10
5.0
2.0
1.0
0.5
0.2
0.1
0.05
TJ = 200°C
SECOND
BREAKDOWN
LIMITED
BONDING
WIRE
LIMITED
THERMAL
LIMITATION
@ T
C
= 25°C
(SINGLE PULSE)
50
0.1 ms
10
5.0
2.0
1.0
0.5
0.2
0.1
0.05
0.5 ms
1.0 ms
5.0 ms
TJ = 200°C
SECOND
BREAKDOWN
LIMITED
BONDING
WIRE
LIMITED
THERMAL
LIMITATION
@ T
C
= 25°C
(SINGLE PULSE)
50
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
20
10
5.0
2.0
1.0
0.5
0.2
0.1
0.05
10
20
0.5 ms
1.0 ms
5.0 ms
TJ = 200°C
SECOND
BREAKDOWN
LIMITED
BONDING
WIRE
LIMITED
THERMAL
LIMITATION
@ T
C
= 25°C
(SINGLE PULSE)
0.1 ms
20
0.1 ms
0.5 ms
1.0 ms
5.0 ms
dc
dc
dc
10
20 30
50 70 100
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
10
50 70 100
20 30
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
30
50
70
100
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
Figure 5. 2N6050, 2N6057
Figure 6. 2N6051, 2N6058
Figure 7. 2N6052, 2N6059
There are two limitations on the power handling ability of a transistor: average junction temperature and second breakdown.
Safe operating area curves indicate IC – VCE limits of the transistor that must be observed for reliable operation; i.e., the transis-
tor must not be subjected to greater dissipation than the curves indicate.
The data of Figures 5, 6 and 7 is based on TJ(pk) = 200
_
C; TC is variable depending on conditions. Second breakdown pulse
limits are valid for duty cycles to 10% provided TJ(pk) 200
_
C; TJ(pk) may be calculated from the data in Figure 4. At high case
temperatures, thermal limitations will reduce the power that can be handled to values less than the limitations imposed by
second breakdown.
v
hfe, SMALL–SIGNAL CURRENT GAIN
3000
2000
1000
500
500
TC = 25°C
VCE = 3.0 V
IC = 5.0 A
TJ = 25°C
300
C, CAPACITANCE (pF)
200
Cib
Cob
100
70
50
0.1
2N6050/2N6052
2N6057/2N6059
0.2
0.5 1.0 2.0
5.0
10 20
VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
50
100
200
100
50
30
1.0
2.0
5.0
10
20
50 100
f, FREQUENCY (kHz)
200
500 1000
2N6050/2N6052
2N6057/2N6059
Figure 8. Small–Signal Current Gain
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
Figure 9. Capacitance
3–95