Fairchild TIP120 — составной транзистор Дарлингтона (NPN)

Описание

TIP120 — это NPN-транзистор Дарлингтона (составной транзистор) средней мощности, производившийся компанией Fairchild Semiconductor (подразделение ON Semiconductor). Предназначен для коммутации относительно больших токов и нагрузок при управлении слаботочным сигналом (например, с выхода микроконтроллера).

Основные области применения:

• Управление реле, соленоидами, двигателями постоянного тока
• Драйверы ламп накаливания, светодиодных сборок
• Коммутация нагрузок в схемах автоматики
• Интерфейс между логикой (5 В) и силовой частью (до 60 В / 5 А)
• Выходные каскады усилителей, стабилизаторов

Составная структура обеспечивает очень высокий коэффициент усиления по току (hFE ≈ 1000), поэтому транзистор можно открывать напрямую с логических выходов, добавляя лишь токоограничивающий резистор и защитный диод для индуктивных нагрузок.

Технические характеристики (TIP120)

| Параметр | Значение | |---|---| | Тип | NPN, составной (Darlington) | | Корпус | TO-220 (TO-220AB) | | Напряжение коллектор–эмиттер Vceo | 60 В | | Напряжение коллектор–база Vcbo | 60 В | | Напряжение эмиттер–база Vebo | 5 В | | Постоянный ток коллектора Ic | 5 А | | Импульсный ток коллектора Icm | 8 А | | Рассеиваемая мощность Pc (Tc = 25 °C) | 65 Вт | | Напряжение насыщения Vce(sat) | ≈ 2 В (при Ic = 3 А, Ib = 12 мА) | | Напряжение база–эмиттер Vbe(on) | ≈ 2,5 В (двойной переход) | | Коэффициент усиления hFE | 1000 (мин., при Ic = 3 А) | | Граничная частота ft | ≈ 1 МГц | | Тепловое сопротивление Rθjc | 1,92 °C/Вт | | Рабочая температура Tj | −65…+150 °C | | Аналог/комплементарная пара | TIP125 (PNP) |

Парт-номера

Fairchild / ON Semiconductor:

• TIP120
• TIP120G (G — RoHS-совместимая, без свинца)
• TIP120A, TIP120B, TIP120C (версии с повышенным напряжением Vceo: 60/80/100 В — у некоторых производителей)
• TIP121, TIP122 — старшие модели той же серии (Vceo 60/80/100 В)

Аналоги от других производителей:

• STMicroelectronics: TIP120, TIP120G
• Texas Instruments (ранее — Power Innovations)
• Motorola / ON Semi: TIP120
• Bourns, Central Semiconductor: TIP120
• NTE Electronics: NTE261 (аналог TIP120)
• Советские/российские аналоги: КТ829А (близкий по параметрам), КТ972А
• Аналог в SMD: обычно заменяется на TIP120 в DPAK (TIP121/BDW93C) или на MOSFET IRLZ44 / IRF540 для новых разработок

Совместимые модели и пары

Однотипные / взаимозаменяемые:

| Модель | Отличие | |---|---| | TIP121 | Vceo = 80 В | | TIP122 | Vceo = 100 В | | TIP125 | PNP-версия (комплементарная TIP120) | | TIP126 / TIP127 | PNP, 80/100 В | | BDW93C | 100 В, 12 А (DPAK/TO-220), улучшенный аналог | | BUL1203 | высоковольтный вариант |

Комплементарные пары (для push-pull каскадов):

• TIP120 (NPN) ↔ TIP125 (PNP)
• TIP121 ↔ TIP126
• TIP122 ↔ TIP127

Совместимое окружение (драйверы, обвязка):

• База: резистор 1–10 кОм + база-эмиттерный резистор ~10 кОм для надёжного закрытия
• Защитный диод: 1N4007, 1N5819 (Шоттки) — параллельно индуктивной нагрузке
• Гальваническая развязка: PC817, 4N35, EL817
• Микроконтроллеры: любые с логическим выходом 3.3–5 В (Arduino, ESP32, PIC, AVR) — через токоограничивающий резистор
• ШИМ-управление: до нескольких кГц (при высокой частоте / большом токе требуется радиатор, ft ≈ 1 МГц)

Прямые зарубежные «drop-in» аналоги:

• ON Semiconductor TIP120G
• STMicro TIP120
• NTE261
• ECG261
• SK3452

⚠️ Примечание: TIP120 при токе 5 А даёт падение напряжения ~2 В, отсюда потери мощности Ru00f7=Vce×Ic ≈ 2 В × 5 А = 10 Вт — обязательно нужен радиатор. Для современных низковольтных схем (3.3–12 В) предпочтительнее логические MOSFET (IRLZ44N, IRL540N), которые имеют Rds(on) миллиомы и практически не греются.

Если нужен конкретный datasheet — оригинальный документ Fairchild «TIP120/121/122 NPN Epitaxial Darlington Transistor» доступен на сайте onsemi.com (документ № TIP120/D).