Le transistor TIP120 et ses équivalents

Le transistor TIP120 est un Darlington NPN 60 V 5 A économique et facile à trouver. Voici les caractéristiques électriques de ce transistor.

Brochage du transistor TIP120 (boitier TO220)

Comme la majorité des transistors Darlington (NPN et PNP), lorsqu'on le regarde de face, son brochage suit l'ordre "B-C-E" (base collecteur émetteur, de gauche à droite :

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Transistor Darlington TIP120 : brochage

Il s'agit du boitier TO220.

Le schéma interne du transistor Darlington TIP120 est présenté ici :

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TIP120 : schéma interne du Darlington

Famille de transistors Darlington

Le TIP120 appartient à la famille TIP120, TIP121 et TIP122.Les transistors complémentaires respectifs en PNP sont les TIP125, TIP126 et TIP127.

Caractéristiques électriques du transistor TIP120 et autres

Voici les limites à ne pas dépasser pour les transistors :

Tension collecteur-émetteur max (Vce) du transistor :

TIP120 : 60VTIP121 : 80VTIP122 : 100 V

TIP125 : 60VTIP126 : 80VTIP127 : 100 V

Toutes les autres caractéristiques sont valables pour les 6 transistors cités plus haut.

Tension base-émetteur inverse : 5 V max

Courant collecteur : 5 A continus, 8 A crête

Courant de base : 0,1 A

Gain en courant hfe : 1000 (c'est un Darlington !)

  • Vce sat (à Ic = 3 A, Ib = 12 mA) : 2 V max
  • Vce sat (à Ic = 5 A, Ib = 20 mA) : 4 V max

Lorsqu'on fait passer le courant maximum de 5 V, il y a tout de même 4 V aux bornes du transistor entre collecteur et émetteur. C'est loin d'être un fil et la puissance dissipée vaut 5 A x 4 V = 20 W. Un grand radiateur est nécessaire.

Puissance totale dissipée Ptot (boitier maintenu à 25°C) : 65 W

Puissance totale dissipée sans radiateur : 1,8 W à température ambiante

Température de stockage : -65°C à +150°C

Puissance dissipée et SOA du transistor

La puissance dissipée de 65 W ne doit jamais être dépassée pour garantir un fonctionnement fiable (safe operating area : SOA) pour le transistor TIP120 est limitée par :

- le courant maximum de 5 A (on ne peut pas faire passer 10 A, ce qui respecterait la limite de puissance : 10 A x 6,5 V = 65 W par exemple)

- la tension max de 60 V (au delà le transistor TIP120 claque)

- la zone "second breakdown" (second claquage) qui restreint la puissance dissipable.

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Caractéristiques Vce Ic des transistors TIP120, TIP121 et TIP122

La zone "second breakdown" commence dès que Vce dépasse 25 V environ. A Vce = 60 V, le courant maximum est de 0,6 A, ce qui fait 36 W seulement.

Les TIP120, TIP121 et TIP122 sont absolument identiques, à l'exception de leur tension Vce maximale. En fait, si vous avez le choix, prenez des TIP122 !

Les transistors Mosfet sont beaucoup moins sujets à cette restriction de puissance :

Les transistors Mosfet de puissance

Applications du transistor TIP120

Le transistor TIP120 a l'avantage d'avoir un grand gain en courant (1000), c'est-à-dire que quelques mA suffisent pour piloter plusieurs Ampères dans le collecteur ! De plus, il est facile à trouver et ne coûte pas cher.

Ce transistor peut être utilisé pour :

  • commande de moteurs pas à pas (comme le classique ULN2803 ou ULN2003 par exemple)
  • pilotage de moteurs, relais, charges par carte Arduino
  • amplis audio (étage de sortie) classe AB ou classe B
  • alimentations stabilisées régulées

Si vous souhaitez autre chose qu'un transistor TIP120, il existe plusieurs Darlington équivalents.

Transistor TIP120 : équivalents

Voici quelques équivalents du transistor TIP120 (caractéristiques au moins identiques ou plus "puissantes"), toujours dans le même boitier TO220 :

  • TIP122 (il supporte 100 V au lieu de 60 V). Identique au TIP120 sur tous les autres points.
  • TIP132 (100 A 8 A 70 W)
  • TIP142T (100 V 10 A 80 W)
  • 2N6388 (80 V 10 A 65 W)
  • BDX33B (80 V 10 A 70 W)
  • BDX33C (100 V 10 A 70 W)
  • BDW42 (100 V 15 A 85 W)

Voilà donc une petite liste de transistors équivalents au TIP120.