Fairchild Semiconductor H11D4, H11D2, H11D1, 4N38 Datasheet

0 (0)

HIGH VOLTAGE PHOTOTRANSISTOR OPTOCOUPLERS

DESCRIPTION

The H11DX and 4N38 are phototransistor-type optically coupled optoisolators. An infrared emitting diode manufactured from specially grown gallium arsenide is selectively coupled with a high voltage NPN silicon phototransistor. The device is supplied in a standard plastic six-pin dual-in-line package.

FEATURES

H11D1

H11D2

H11D3

H11D4

4N38

High Voltage

-H11D1, H11D2, BVCER = 300 V

-H11D3, H11D4, BVCER = 200 V

High isolation voltage

-5300 VAC RMS - 1 minute

-7500 VAC PEAK - 1 minute

Underwriters Laboratory (UL) recognized File# E90700

APPLICATIONS

Power supply regulators

Digital logic inputs

Microprocessor inputs

Appliance sensor systems

Industrial controls

ANODE 1

6

BASE

CATHODE

2

5

COLLECTOR

N/C

3

4

EMITTER

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

 

 

Parameter

Symbol

Value

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TOTAL DEVICE

TSTG

-55 to +150

°C

 

 

 

Storage Temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Operating Temperature

TOPR

-55 to +100

°C

 

 

 

Lead Solder Temperature

TSOL

260 for 10 sec

°C

 

 

 

Total Device Power Dissipation @ TA = 25°C

PD

260

mW

 

 

 

Derate above 25°C

3.5

mW/°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EMITTER

IF

80

mA

 

 

 

*Forward DC Current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Reverse Input Voltage

VR

6.0

V

 

 

 

*Forward Current - Peak (1µs pulse, 300pps)

IF(pk)

3.0

A

 

 

 

*LED Power Dissipation @ TA = 25°C

PD

150

mW

 

 

 

Derate above 25°C

1.41

mW/°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8/9/00 200046A

HIGH VOLTAGE

PHOTOTRANSISTOR OPTOCOUPLERS

H11D1, H11D2, H11D3, H11D4, 4N38

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Cont.)

 

Parameter

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Value

 

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DETECTOR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

mW

 

*Power Dissipation @ TA = 25°C

 

 

PD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Derate linearly above 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

4.0

 

mW/°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H11D1 - H11D2

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Collector to Emitter Voltage

 

 

 

 

H11D3 - H11D4

 

 

VCER

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4N38

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H11D1 - H11D2

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Collector Base Voltage

 

 

 

 

H11D3 - H11D4

 

 

VCBO

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4N38

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Emitter to Collector Voltage

 

 

 

 

H11D1 - H11D2

 

 

VECO

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H11D3 - H11D4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Collector Current (Continuous)

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25°C Unless otherwise specified.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INDIVIDUAL COMPONENT CHARACTERISTICS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Characteristic

 

 

 

 

Test Conditions

Symbol

 

 

Device

Min

 

Typ**

Max

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EMITTER

 

 

 

 

(IF = 10 mA)

 

VF

 

 

ALL

 

 

1.15

1.5

 

V

 

*Forward Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Forward Voltage Temp.

 

 

 

 

 

 

!VF

 

ALL

 

 

-1.8

 

 

mV/°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coefficient

 

 

 

 

 

 

!TA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reverse Breakdown Voltage

 

 

 

 

(IR = 10 µA)

 

BVR

 

ALL

6

 

25

 

 

V

 

 

Junction Capacitance

 

 

(VF = 0 V, f = 1 MHz)

 

CJ

 

 

ALL

 

 

50

 

 

pF

 

 

 

 

(VF = 1 V, f = 1 MHz)

 

 

 

ALL

 

 

65

 

 

pF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Reverse Leakage Current

 

 

 

 

(VR = 6 V)

 

IR

 

ALL

 

 

0.05

10

 

µA

 

DETECTOR

 

 

 

 

(RBE = 1 M")

BVCER

 

 

H11D1/2

300

 

 

 

 

 

 

 

 

*Breakdown Voltage

 

 

 

(IC = 1.0 mA, IF = 0)

 

H11D3/4

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Collector to Emitter

 

(No RBE) (IC = 1.0 mA)

BVCEO

 

4N38

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H11D1/2

300

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Collector to Base

 

 

(IC = 100 µA, IF = 0)

BVCBO

 

 

H11D3/4

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4N38

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Emitter to Base

 

 

(IE = 100 µA , IF = 0)

BVEBO

 

4N38

7

 

 

 

 

 

 

 

 

Emitter to Collector

 

 

BVECO

 

 

ALL

7

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(VCE = 200 V, IF = 0, TA = 25°C)

 

 

 

 

 

H11D1/2

 

 

 

100

 

nA

 

 

*Leakage Current

 

(VCE = 200 V, IF = 0, TA = 100°C)

 

ICER

 

 

 

 

 

250

 

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Collector to Emitter

 

 

(VCE = 100 V, IF = 0, TA = 25°C)

 

 

 

H11D3/4

 

 

 

100

 

nA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(RBE = 1 M")

 

(VCE = 100 V, IF = 0, TA = 100°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(No RBE) (VCE = 60 V, IF = 0, TA = 25°C)

 

ICEO

 

4N38

 

 

 

50

 

nA

Notes

*Parameters meet or exceed JEDEC registered data (for 4N38 only)

**All typical values at TA = 25°C

8/9/00 200046A

Fairchild Semiconductor H11D4, H11D2, H11D1, 4N38 Datasheet

HIGH VOLTAGE

PHOTOTRANSISTOR OPTOCOUPLERS

H11D1, H11D2, H11D3, H11D4, 4N38

TRANSFER CHARACTERISTICS

 

DC Characteristic

Test Conditions

Symbol

Device

Min

Typ**

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EMITTER

 

 

H11D1

 

 

 

 

 

 

Current Transfer Ratio

(IF = 10 mA, VCE = 10 V)

 

H11D2

2 (20)

 

 

 

 

 

(RBE = 1 M")

CTR

H11D3

 

 

 

mA (%)

 

 

Collector to Emitter

 

 

 

 

 

 

 

H11D4

1 (10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(IF = 10 mA, VCE = 10 V)

 

4N38

2 (20)

 

 

 

 

 

 

(IF = 10 mA, IC = 0.5 mA)

 

H11D1/2/3/4

 

0.1

0.40

 

 

 

*Saturation Voltage

(RBE = 1 M")

VCE (SAT)

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(IF = 20 mA, IC = 4 mA)

 

4N38

 

 

1.0

 

 

TRANSFER CHARACTERISTICS

 

Characteristic

Test Conditions

Symbol

Device

Min

Typ**

 

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SWITCHING TIMES

(VCE =10 V, ICE = 2 mA)

ton

ALL

 

5

 

 

 

 

 

Non-Saturated Turn-on Time

 

 

 

µs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Turn-off Time

(RL = 100 ")

toff

ALL

 

5

 

 

 

 

ISOLATION CHARACTERISTICS

 

Characteristic

Test Conditions

Symbol

Device

Min

Typ**

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Isolation Voltage

(II-O #$1 µA, 1 min.)

VISO

ALL

5300

 

 

(VACRMS)

 

 

7500

 

 

(VACPEAK)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Isolation Resistance

(V

= 500 VDC)

R

ISO

ALL

1011

 

 

"

 

 

 

I-O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Isolation Capacitance

 

(f = 1 MHz)

CISO

ALL

 

0.5

 

pF

 

Notes

*Parameters meet or exceed JEDEC registered data (for 4N38 only)

**All typical values at TA = 25°C

OV ATL (V)GE

FORARDW

V F

Fig.1 LED Forward Voltage vs. Forward Current

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

TA = 55˚C

1.3

TA = 25˚C

1.2

1.1

TA = 100˚C

1.0

1

10

100

IF - LED FORWARDCURRENT (mA)

CER - CURRENTOUTPUT

INORMALIZED

10

1

0.1

0.01

Fig.2 Normalized Output Characteristics

Normalized to:

VCE = 10 V

IF = 10 mA

RBE = 106

TA = 25˚C

IF = 50 mA

IF = 10 mA

IF = 5 mA

0.1

1

10

100

VCE - COLLECTOR VOLTAGE (V)

8/9/00 200046A

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