High-Power NPN Silicon
Transistors
. . . for use in power amplifier and switching circuits applications.
High Collector–Emitter Sustaining Voltage —
VCEO(sus) = 80 Vdc (Min) @ IC = 200 mAdc (2N5303)
Low Collector–Emitter Saturation Voltage —
VCE(sat) = 0.75 Vdc (Max) @ IC = 10 Adc (2N5301,
2N5302)1.0 Vdc (Max) @ IC = 10 Adc (2N5303)
Excellent Safe Operating Area —
200 Watt dc Power Rating to 30 Vdc (2N5303)
Complements to PNP 2N4398, 2N4399 and 2N5745
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*MAXIMUM RATINGS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Rating
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎ
ÎÎÎ
2N5301
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2N5302
ÎÎÎ
ÎÎÎ
2N5303
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Voltage
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
VCEO
ÎÎÎ
ÎÎÎ
40
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
60
ÎÎÎ
ÎÎÎ
80
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Base Voltage
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
VCB
ÎÎÎ
ÎÎÎ
40
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
60
ÎÎÎ
ÎÎÎ
80
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Current — Continuous
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
IC
ÎÎÎ
ÎÎÎ
30
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
30
ÎÎÎ
ÎÎÎ
20
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Base Current
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
IB
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
7.5
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Adc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Total Device Dissipation @ TC = 25C
Derate above 25C
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
PD
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
200
1.14
ÎÎÎ
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Watts
W/C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Operating and Storage Junction
Temperature Range
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
TJ, Tstg
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎ
–65 to +200
ÎÎÎ
ÎÎÎ
C
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
THERMAL CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Junction to Case
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
θJC
0.875
ÎÎÎ
ÎÎÎ
C/W
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Thermal Resistance, Case to Ambient
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
θCA
34
ÎÎÎ
ÎÎÎ
C/W
*Indicates JEDEC Registered Data.
TC
200
00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Figure 1. Power Temperature Derating Curve
TEMPERATURE (°C)
PD, POWER DISSIPATION (WATTS)
150
100
50
TC
8.0
0
6.0
4.0
2.0
TA
TA
ON Semiconductor
Semiconductor Components Industries, LLC, 2001
April, 2001 – Rev. 1 1Publication Order Number:
2N5301/D
2N5301
2N5302
2N5303
20 AND 30 AMPERE
POWER TRANSISTORS
NPN SILICON
40–60–80 VOLTS
200 WATTS
CASE 1–07
TO–204AA
(TO–3)
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
2
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25C unless otherwise noted)
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Min
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*OFF CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector–Emitter Sustaining Voltage (Note 1)
(IC = 200 mAdc, IB = 0) 2N5301
2N5302
2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCEO(sus)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
40
60
80
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Cutoff Current
(VCE = 40 Vdc, IB = 0) 2N5301
(VCE = 60 Vdc, IB = 0) 2N5302
(VCE = 80 Vdc, IB = 0) 2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
ICEO
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
5.0
5.0
5.0
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Cutoff Current
(VCE = 40 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc) 2N5301
(VCE = 60 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc) 2N5302
(VCE = 80 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc) 2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
ICEX
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1.0
1.0
1.0
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Cutoff Current
(VCE = 40 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc, TC = 150C) 2N5301
(VCE = 60 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc, TC = 150C) 2N5302
(VCE = 80 Vdc, VEB(off) = 1.5 Vdc, TC = 150C) 2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
ICEX
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
10
10
10
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Collector Cutoff Current
(VCB = 40 Vdc, IE = 0) 2N5301
(VCB = 80 Vdc, IE = 0) 2N5302
(VCB = 80 Vdc, IE = 0) 2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
ICBO
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1.0
1.0
1.0
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Emitter Cutoff Current (VBE = 5.0 Vdc, IC = 0)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
IEBO
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
5.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
mAdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ON CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
DC Current Gain (Note 1)
*(IC = 1.0 Adc, VCE = 2.0 Vdc) ALL TYPES
*(IC = 10 Adc, VCE = 2.0 Vdc) 2N5303
*(IC = 15 Adc, VCE = 2.0 Vdc) 2N5301, 2N5302
*(IC = 20 Adc, VCE = 4.0 Vdc) 2N5303
*(IC = 30 Adc, VCE = 4.0 Vdc) 2N5301, 2N5302
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
hFE
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
40
15
15
5.0
5.0
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
60
60
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*Collector–Emitter Saturation Voltage (Note 1)
(IC = 10 Adc, IB = 1.0 Adc) 2N5301, 2N5302
(IC = 10 Adc, IB = 1.0 Adc) 2N5303
(IC = 15 Adc, IB = 1.5 Adc) 2N5303
(IC = 20 Adc, IB = 2.0 Adc) 2N5301, 2N5302
(IC = 20 Adc, IB = 4.0 Adc) 2N5303
(IC = 30 Adc, IB = 6.0 Adc) 2N5301, 2N5302
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VCE(sat)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
0.75
1.0
1.5
2.0
2.0
3.0
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*Base Emitter Saturation Voltage (Note 1)
(IC = 10 Adc, IB = 1.0 Adc) ALL TYPES
(IC = 15 Adc, IB = 1.5 Adc) 2N5301, 2N5302
(IC = 15 Adc, IB = 1.5 Adc) 2N5303
(IC = 20 Adc, IB = 2.0 Adc) 2N5301, 2N5302
(IC = 20 Adc, IB = 4.0 Adc) 2N5303
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VBE(sat)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1.7
1.8
2.0
2.5
2.5
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*Base–Emitter On Voltage (Note 1)
(IC = 10 Adc, VCE = 2.0 Vdc) 2N5303
(IC = 15 Adc, VCE = 2.0 Vdc) 2N5301, 2N5302
(IC = 20 Adc, VCE = 4.0 Vdc) 2N5303
(IC = 30 Adc, VCE = 4.0 Vdc) 2N5301, 2N5302
ÎÎÎÎÎ
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
Î
ÎÎÎ
Î
ÎÎÎÎÎ
VBE(on)
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
Î
ÎÎ
Î
ÎÎÎÎ
1.5
1.7
25
3.0
ÎÎÎ
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
Î
ÎÎÎ
Vdc
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
3
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Unit
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
Max
ÎÎÎ
ÎÎÎ
Min
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
Symbol
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Characteristic
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*DYNAMIC CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Current–Gain — Bandwidth Product (IC = 1.0 Adc, VCE = 10 Vdc, f = 1.0 MHz)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
fT
ÎÎÎ
ÎÎÎ
2.0
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
MHz
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
Small–Signal Current Gain (IC = 1.0 Adc, VCE = 10 Vdc, f = 1.0 kHz)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
hfe
ÎÎÎ
ÎÎÎ
40
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
*SWITCHING CHARACTERISTICS
ÎÎÎÎÎÎÎ
Rise Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tr
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
Storage Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(VCC = 30 Vdc, IC = 10 Adc, IB1 = IB2 = 1.0 Adc)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
ts
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
2.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
ÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎ
Fall Time
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ
(CC 30 dc, C0 dc, B1 B2 0 dc)
ÎÎÎÎÎ
ÎÎÎÎÎ
tf
ÎÎÎ
ÎÎÎ
ÎÎÎÎ
ÎÎÎÎ
1.0
ÎÎÎ
ÎÎÎ
µs
*Indicates JEDEC Registered Data.
Note 1: Pulse Width 300 µs, Duty Cycle 2.0%.
SWITCHING TIME EQUIVALENT TEST CIRCUITS
Figure 2. Turn–On time
INPUT PULSE
tr 20 ns
PW = 10 to 100 µs
DUTY CYCLE = 2.0%
+11 V
-2.0 V
10
VCC+30 V
3.0
TO
SCOPE
tr 20 ns
Figure 3. Turn–Off time
INPUT PULSE
tr 20 ns
PW = 10 to 100 µs
DUTY CYCLE = 2.0%
+11 V
-9.0 V
10
VCC+30 V
3.0
TO
SCOPE
tr 20 ns
0
D
VBB = 7.0 V
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
4
Figure 4. Thermal Response
t, TIME (ms)
1.0
0.01
0.02
0.7
0.5
0.3
0.2
0.1
0.07
0.05
0.03
0.02
0.03
r(t), NORMALIZED EFFECTIVE TRANSIENT
THERMAL RESISTANCE
0.05 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 10 20 30 50 100 200 300 2000500
θJC(t) = r(t) θJC
θJC = 0.875°C/W MAX
D CURVES APPLY FOR POWER
PULSE TRAIN SHOWN
READ TIME AT t1
TJ(pk) - TC = P(pk) θJC(t)
P(pk)
t1
t2
DUTY CYCLE, D = t1/t2
D = 0.5
0.2
0.05
0.02
0.01
SINGLE PULSE
0.1
100
1.0
Figure 5. Active–Region Safe Operating Area
VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
50
20
10
5.0
2.0
1.0
0.5
0.1 2.0 3.0 5.0 10 20 30 100
Secondary Breakdown Limited
Bonding Wire Limited
Thermal Limitations
Pulse Duty Cycle 10%
50
0.2
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
2N5303
TJ = 200°C
2N5301, 5302
100 µs
1.0 ms
5.0 ms
Figure 6. Capacitance versus Voltage
3000
0.5
VR, REVERSE VOLTAGE (VOLTS)
100 5.0 7.0 20 30 50101.0 2.0 3.0
C, CAPACITANCE (pF)
500
300
200
TJ = 25°C
Cib
Cob
TC = 25°C
2N5301
2N5302
2N5303
2000
1000
1000
dc
5.0
0.03
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
3.0
2.0
0.7
0.5
0.3
0.1
0.05 0.05 0.1 0.2 0.5 2.0 3.0 30
tr @ VCC = 30 V
td @ VOB = 2.0 V
TJ = 25°C
IC/IB = 10
0.07
t, TIME (s)µ
1.0
Figure 7. Turn–On Time
1.0
0.2
0.3 5.0 10 20
tr @ VCC = 10 V
3.0
0.03
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.7
0.5
0.3
0.1 0.05 0.1 0.5 1.0 3.0 30
tf @ VCC = 30 V
TJ = 25°C
IB1 = IB2
IC/IB = 10
ts ts - 1/8 tf
t, TIME (s)µ
Figure 8. Turn–Off Time
1.0
0.3 5.0 10
tf @ VCC = 10 V
ts
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
5
VCE, COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
RBE, EXTERNAL BASE-EMITTER RESISTANCE (OHMS)
300
0.03
Figure 9. DC Current Gain
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
10
0.05 0.1 0.3 0.5 1.0 3.0 5.0 10 30
100
50
30
20
Figure 10. Collector Saturation Region
2.0
0.01
IB, BASE CURRENT (AMP)
0
0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10
1.6
1.2
0.8
0.4
IC = 2.0 A
TJ = 25°C
5.0 A 10 A
200
70
hFE, DC CURRENT GAIN
TJ = 175°C
25°C
-55°C
VCE = 10 V
VCE = 2.0 V
20 A
108
0
Figure 11. Effects of Base–Emitter Resistance
TJ, JUNCTION TEMPERATURE (°C)
20 40 60 80 100 120 140 160 200
106
105
104
103
102
180
VCE = 30 V
IC = 2 x ICES
IC ICES
TYPICAL ICES VALUES OBTAINED
FROM FIGURE 13
107
IC = 10 x ICES
2.0
0.03
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.05 0.1 0.3 0.5 1.0 3.0 5.0 10 30
1.6
0.8
0.6
0.4
0
TJ = 25°C
VBE(sat) @ IC/IB = 10
VCE(sat) @ IC/IB = 10
V, VOLTAGE (VOLTS)
Figure 12. “On” Voltages
1.8
1.4
1.2
1.0
0.2
VBE(on) @ VCE = 2.0 V
103
-0.4
Figure 13. Collector Cut–Off Region
VBE, BASE-EMITTER VOLTAGE (VOLTS)
102
101
100
10-1
, COLLECTOR CURRENT (A)µIC
10-2
10-3
-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
VCE = 30 V TJ = 175°C
100°C
25°C
REVERSE FORWARD
IC = ICES
+2.5
0.03
Figure 14. Temperature Coefficients
IC, COLLECTOR CURRENT (AMP)
0.05 0.1 0.3 0.5 1.0 3.0 5.0 10 30
V, TEMPERATURE COEFFICIENTS (mV/ C)°θ
+2.0
+1.5
+0.5
0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
θVB for VBE(sat)
*θVC for VCE(sat)
TJ = -55°C to +175°C
*APPLIES FOR IC/IB < hFE@VCE 2.0V
2
+1.0
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
6
PACKAGE DIMENSIONS
CASE 1–07
ISSUE Z
TO–204 (TO–3)
NOTES:
1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI
Y14.5M, 1982.
2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.
3. ALL RULES AND NOTES ASSOCIATED WITH
REFERENCED TO-204AA OUTLINE SHALL APPLY.
DIM MIN MAX MIN MAX
MILLIMETERSINCHES
A1.550 REF 39.37 REF
B--- 1.050 --- 26.67
C0.250 0.335 6.35 8.51
D0.038 0.043 0.97 1.09
E0.055 0.070 1.40 1.77
G0.430 BSC 10.92 BSC
H0.215 BSC 5.46 BSC
K0.440 0.480 11.18 12.19
L0.665 BSC 16.89 BSC
N--- 0.830 --- 21.08
Q0.151 0.165 3.84 4.19
U1.187 BSC 30.15 BSC
V0.131 0.188 3.33 4.77
A
N
E
C
K
–T– SEATING
PLANE
2 PL
D
M
Q
M
0.13 (0.005) Y M
T
M
Y
M
0.13 (0.005) T
–Q–
–Y–
2
1
UL
GB
V
H
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
7
Notes
2N5301 2N5302 2N5303
http://onsemi.com
8
ON Semiconductor and are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC (SCILLC). SCILLC reserves the right to make changes
without further notice to any products herein. SCILLC makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular
purpose, nor does SCILLC 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 special, consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in SCILLC data sheets and/or
specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be
validated for each customer application by customer’s technical experts. SCILLC does not convey any license under its patent rights nor the rights of others.
SCILLC 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 SCILLC product could create a situation where personal injury or
death may occur. Should Buyer purchase or use SCILLC products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold
SCILLC 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 SCILLC was negligent regarding the design or manufacture of the part. SCILLC is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer.
PUBLICATION ORDERING INFORMATION
CENTRAL/SOUTH AMERICA:
Spanish Phone: 303–308–7143 (Mon–Fri 8:00am to 5:00pm MST)
Email: ONlit–spanish@hibbertco.com
Toll–Free from Mexico: Dial 01–800–288–2872 for Access –
then Dial 866–297–9322
ASIA/PACIFIC: LDC for ON Semiconductor – Asia Support
Phone: 1–303–675–2121 (Tue–Fri 9:00am to 1:00pm, Hong Kong Time)
Toll Free from Hong Kong & Singapore:
001–800–4422–3781
Email: ONlit–asia@hibbertco.com
JAPAN: ON Semiconductor, Japan Customer Focus Center
4–32–1 Nishi–Gotanda, Shinagawa–ku, Tokyo, Japan 141–0031
Phone: 81–3–5740–2700
Email: r14525@onsemi.com
ON Semiconductor Website: http://onsemi.com
For additional information, please contact your local
Sales Representative.
2N5301/D
NORTH AMERICA Literature Fulfillment:
Literature Distribution Center for ON Semiconductor
P.O. Box 5163, Denver, Colorado 80217 USA
Phone: 303–675–2175 or 800–344–3860 Toll Free USA/Canada
Fax: 303–675–2176 or 800–344–3867 Toll Free USA/Canada
Email: ONlit@hibbertco.com
Fax Response Line: 303–675–2167 or 800–344–3810 Toll Free USA/Canada
N. American Technical Support: 800–282–9855 Toll Free USA/Canada
EUROPE: LDC for ON Semiconductor – European Support
German Phone: (+1) 303–308–7140 (Mon–Fri 2:30pm to 7:00pm CET)
Email: ONlit–german@hibbertco.com
French Phone: (+1) 303–308–7141 (Mon–Fri 2:00pm to 7:00pm CET)
Email: ONlit–french@hibbertco.com
English Phone: (+1) 303–308–7142 (Mon–Fri 12:00pm to 5:00pm GMT)
Email: ONlit@hibbertco.com
EUROPEAN TOLL–FREE ACCESS*: 00–800–4422–3781
*Available from Germany, France, Italy, UK, Ireland