MOTOROLA
SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA
Order this document
by MJD31C/D
Complementary Power
Transistors
•
•
•
•
MJD31C
PNP
MJD32C
Motorola Preferred Devices
NPN
DPAK For Surface Mount Applications
Designed for general purpose amplifier and low speed switching applications.
Lead Formed for Surface Mount Applications in Plastic Sleeves (No Suffix)
Straight Lead Version in Plastic Sleeves (“–1” Suffix)
Lead Formed Version in 16 mm Tape and Reel (“T4” Suffix)
Electrically Similar to Popular TIP31 and TIP32 Series
SILICON
POWER TRANSISTORS
3 AMPERES
100 VOLTS
15 WATTS
CASE 369A–13
0.243
6.172
Î Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î Î
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
Î Î
Î Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
Î Î
Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ Î
Î
Î Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ
Î
Î
Î Î
Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MAXIMUM RATINGS
Rating
Symbol
VCEO
VCB
VEB
IC
IB
Max
100
100
5
3
5
1
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
Adc
Adc
Collector–Emitter Voltage
Collector–Base Voltage
Emitter–Base Voltage
Collector Current — Continuous
Peak
Base Current
Total Power Dissipation @ TC = 25
_
C
Derate above 25
_
C
PD
PD
15
0.12
Watts
W/
_
C
Watts
W/
_
C
Total Power Dissipation* @ TA = 25
_
C
Derate above 25
_
C
Operating and Storage Junction
Temperature Range
1.56
0.012
TJ, Tstg
– 65 to + 150
CASE 369–07
MINIMUM PAD SIZES
RECOMMENDED FOR
SURFACE MOUNTED
APPLICATIONS
0.190
4.826
_
C
THERMAL CHARACTERISTICS
Characteristic
Symbol
R
θJC
R
θJA
TL
Max
8.3
80
Unit
Thermal Resistance, Junction to Case
_
C/W
_
C/W
_
C
Thermal Resistance, Junction to Ambient*
Lead Temperature for Soldering Purposes
260
* These ratings are applicable when surface mounted on the minimum pad size recommended.
0.063
1.6
inches
mm
Preferred
devices are Motorola recommended choices for future use and best overall value.
©
Motorola, Inc. 1998
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
0.118
3.0
0.07
1.8
0.165
4.191
1
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
ÎÎÎÎ Î Î
Î Î Î
Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î
Î Î Î
Î Î Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎ Î Î
Î
Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
ÎÎÎÎ Î Î
Î
Î Î Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎ Î Î Î
Î Î Î
Î
Î ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î Î Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ
Î Î Î
Î
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
MJD31C MJD32C
(1) Pulse Test: Pulse Width
(2) fT =
h
fe
•
ftest.
DYNAMIC CHARACTERISTICS
ON CHARACTERISTICS (1)
OFF CHARACTERISTICS
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(TC = 25
_
C unless otherwise noted)
Emitter Cutoff Current
(VBE = 5 Vdc, IC = 0)
Collector Cutoff Current
(VCE = Rated VCEO, VEB = 0)
Collector Cutoff Current
(VCE = 60 Vdc, IB = 0)
Collector–Emitter Sustaining Voltage (1)
(IC = 30 mAdc, IB = 0)
Small–Signal Current Gain
(IC = 0.5 Adc, VCE = 10 Vdc, f = 1 kHz)
Current Gain — Bandwidth Product (2)
(IC = 500 mAdc, VCE = 10 Vdc, ftest = 1 MHz)
Base–Emitter On Voltage
(IC = 3 Adc, VCE = 4 Vdc)
Collector–Emitter Saturation Voltage
(IC = 3 Adc, IB = 375 mAdc)
DC Current Gain
(IC = 1 Adc, VCE = 4 Vdc)
(IC = 3 Adc, VCE = 4 Vdc)
2
v
300
µs,
Duty Cycle
v
2%.
Characteristic
VCEO(sus)
VCE(sat)
VBE(on)
Symbol
ICEO
IEBO
ICES
hFE
hfe
fT
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
Min
100
20
25
10
—
—
—
—
—
3
Max
1.8
1.2
—
50
20
50
—
—
—
1
mAdc
µAdc
µAdc
MHz
Unit
Vdc
Vdc
Vdc
—
—
MJD31C MJD32C
TYPICAL CHARACTERISTICS
2.5
PD, POWER DISSIPATION (WATTS)
25
µs
2
+11 V
0
1.5
TA
–9 V
tr, tf
≤
10 ns
DUTY CYCLE = 1%
51
–4 V
D1
RB
RC
SCOPE
VCC
+ 30 V
1
0.5
0
25
50
75
100
T, TEMPERATURE (°C)
125
150
RB and RC VARIED TO OBTAIN DESIRED CURRENT LEVELS
D1 MUST BE FAST RECOVERY TYPE, e.g.:
1N5825 USED ABOVE IB
≈
100 mA
MSD6100 USED BELOW IB
≈
100 mA
REVERSE ALL POLARITIES FOR PNP.
Figure 1. Power Derating
Figure 2. Switching Time Test Circuit
500
300
hFE, DC CURRENT GAIN
TJ = 150°C
25°C
t, TIME (
µ
s)
– 55°C
VCE = 2 V
2
1
0.7
0.5
0.3
tr @ VCC = 30 V
IC/IB = 10
TJ = 25°C
100
70
50
30
tr @ VCC = 10 V
0.1
0.07
0.05
0.03
0.02
0.03
td @ VBE(off) = 2 V
10
7
5
0.03
0.05 0.07 0.1
0.3
0.5
0.7
1
3
0.05 0.07 0.1
0.3
0.5 0.7
1
3
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
Figure 3. DC Current Gain
Figure 4. Turn–On Time
1.4
1.2
V, VOLTAGE (VOLTS)
1
0.8
VBE(sat) @ IC/IB = 10
0.6
VBE @ VCE = 2 V
0.4
0.2
VCE(sat) @ IC/IB = 10
t, TIME (
µ
s)
TJ = 25°C
3
2
1
0.7
0.5
0.3
0.2
0.1
0.07
0.05
0.1
0.2 0.3 0.5
1
2 3
0.03
0.03
0.05 0.07 0.1
0.2
tf @ VCC = 10 V
tf @ VCC = 30 V
ts
′
IB1 = IB2
IC/IB = 10
ts
′
= ts – 1/8 tf
TJ = 25°C
0
0.003 0.005 0.01 0.02 0.03 0.05
0.3
0.5 0.7
1
2
3
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
Figure 5. “On” Voltages
Figure 6. Turn–Off Time
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
3
MJD31C MJD32C
VCE , COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
2
TJ = 25°C
1.6
IC = 0.3 A
1A
3A
CAPACITANCE (pF)
200
300
TJ = + 25°C
1.2
100
Ceb
70
50
Ccb
0.8
0.4
0
1
2
5
10
20
50 100
IB, BASE CURRENT (mA)
200
500
1000
30
0.1
0.2 0.3
0.5
1
10
2 3
5
VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
20 30 40
Figure 7. Collector Saturation Region
Figure 8. Capacitance
r(t), TRANSIENT THERMAL RESISTANCE (NORMALIZED)
1
0.7
0.5
0.3
0.2
0.1
0.07
0.05
0.03
0.02
0.01
0.01
D = 0.5
0.2
0.1
0.05
0.01
SINGLE PULSE
R
θJC(t)
= r(t) R
θJC
R
θJC
= 8.33°C/W MAX
D CURVES APPLY FOR POWER
PULSE TRAIN SHOWN
READ TIME AT t1
TJ(pk) – TC = P(pk)
θ
JC(t)
P(pk)
t1
t2
DUTY CYCLE, D = t1/t2
0.02 0.03
0.05
0.1
0.2 0.3
0.5
1
2 3
5
t, TIME (ms)
10
20
30
50
100
200 300
500
1k
Figure 9. Thermal Response
10
IC, COLLECTOR CURRENT (AMPS)
5
3
2
1
0.5
0.3
0.2
0.1
0.05
0.03
0.02
dc
100
µs
500
µs
1 ms
TC = 25°C SINGLE PULSE
TJ = 150°C
WIRE BOND LIMIT
THERMAL LIMIT
SECOND BREAKDOWN LIMIT
CURVES APPLY BELOW RATED VCEO
3
5 7 10
20 30
50 70 100 150
VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
0.01
1.5 2
There are two limitations 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 10 is based on T J(pk) = 150
_
C; TC is
variable depending on conditions. Second breakdown pulse
limits are valid for duty cycles to 10% provided T J(pk)
150
_
C. T J(pk) may be calculated from the data in Fig-
ure 9. At high case temperatures, thermal limitations will re-
duce the power that can be handled to values less than the
limitations imposed by second breakdown.
v
Figure 10. Active Region Safe Operating Area
4
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
MJD31C MJD32C
PACKAGE DIMENSIONS
–T–
B
V
R
4
SEATING
PLANE
C
E
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
INCHES
MIN
MAX
0.235
0.250
0.250
0.265
0.086
0.094
0.027
0.035
0.033
0.040
0.037
0.047
0.180 BSC
0.034
0.040
0.018
0.023
0.102
0.114
0.090 BSC
0.175
0.215
0.020
0.050
0.020
–––
0.030
0.050
0.138
–––
BASE
COLLECTOR
EMITTER
COLLECTOR
MILLIMETERS
MIN
MAX
5.97
6.35
6.35
6.73
2.19
2.38
0.69
0.88
0.84
1.01
0.94
1.19
4.58 BSC
0.87
1.01
0.46
0.58
2.60
2.89
2.29 BSC
4.45
5.46
0.51
1.27
0.51
–––
0.77
1.27
3.51
–––
A
S
1
2
3
Z
U
K
F
L
D
G
2 PL
J
H
0.13 (0.005)
T
DIM
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
R
S
U
V
Z
M
STYLE 1:
PIN 1.
2.
3.
4.
CASE 369A–13
ISSUE Z
B
V
R
4
C
E
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
DIM
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
R
S
V
INCHES
MIN
MAX
0.235
0.250
0.250
0.265
0.086
0.094
0.027
0.035
0.033
0.040
0.037
0.047
0.090 BSC
0.034
0.040
0.018
0.023
0.350
0.380
0.175
0.215
0.050
0.090
0.030
0.050
MILLIMETERS
MIN
MAX
5.97
6.35
6.35
6.73
2.19
2.38
0.69
0.88
0.84
1.01
0.94
1.19
2.29 BSC
0.87
1.01
0.46
0.58
8.89
9.65
4.45
5.46
1.27
2.28
0.77
1.27
A
1
2
3
S
–T–
SEATING
PLANE
K
F
D
G
3 PL
M
J
H
0.13 (0.005)
T
STYLE 1:
PIN 1.
2.
3.
4.
BASE
COLLECTOR
EMITTER
COLLECTOR
CASE 369–07
ISSUE K
Motorola Bipolar Power Transistor Device Data
5