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Le TIP120 en commutation avec Arduino et ESP32

Un Darlington qui demande très peu de courant de base (12 mA pour 3 A) mais fait chuter jusqu’à 2 V : à 3 A, il transforme jusqu’à 6 W en chaleur et réclame un dissipateur. Un MOSFET à niveau logique fait le même travail en chauffant à peine.

Transistor
TIP120
NPN Darlington · TO-220 · onsemi
Tension max
60 V
Courant max
5 A
VCE(sat)
2 V à 3 A
Brochage TO-220
1B2C3E

Depuis une broche 3,3 V ou 5 V

BrocheVerdictPourquoiÀ l’air libre
ESP32 · 3,3 VFonctionne120 Ω sur la base : jusqu’à 1,7 A de charge avec un gain de 250800 mA (chaleur)
Arduino Uno · 5 VFonctionne220 Ω sur la base : jusqu’à 2,8 A de charge avec un gain de 250800 mA (chaleur)

À l’air libre à 25 °C, jonction 25 °C sous son maximum de 150 °C et θJA 62,5 °C/W, depuis une broche de 20 mA au gain forcé de la datasheet, sans dépasser le courant le plus élevé dont la tension de saturation est garantie.

Caractéristiques

TypeNPN Darlington
BoîtierTO-220
Tension maximale60 V
Courant maximal5 A
Gain minimal hFE1 000 à IC = 500 mA · 1 000 à IC = 3 A
VCE(sat) maximale2 V à 3 A (IC = 250 × IB) · 4 V à 5 A (IC = 250 × IB)
VBE(on) maximale2,5 V à 3 A (VCE 3 V)
Résistance thermiqueθJA 62,5 °C/W · θJC 1,9 °C/W
Température de jonction maximale150 °C
Datasheet utiliséeonsemi

Brochage

BrocheFonction
1base
2collecteur
3émetteur

Face imprimée vers vous, pattes vers le bas : la broche 1 est à gauche. La languette métallique est reliée à la broche 2.

Composants proches

ComposantBoîtierVCE(sat) garantieTension maxCourant max
TIP120TO-2204 V à 5 A (IC = 250 × IB)60 V5 A
2N2222ATO-921 V à 500 mA (IC = 10 × IB)40 V600 mA
2N3904TO-920,3 V à 50 mA (IC = 10 × IB)40 V200 mA
BC547TO-920,6 V à 100 mA (IC = 20 × IB)45 V100 mA
S8050SOT-230,6 V à 500 mA (IC = 10 × IB)25 V500 mA

Conseils

La résistance de base est calculée pour IC = 250 × IB, la condition de la tension de saturation de la datasheet. Un gain plus élevé tiré de la colonne hFE laisserait le transistor à moitié passant et chaud.

Toute bobine demande une diode de roue libre à ses bornes, cathode vers le positif. Sans elle, la surtension à la coupure peut détruire le transistor dès la première commutation.

La diode interne du TIP120 (de l’émetteur vers le collecteur) ne conduit que si le collecteur descend sous l’émetteur : elle n’absorbe pas la surtension de la bobine à l’ouverture ; placez donc la diode de roue libre sur la charge.

Un TO-220 à l’air libre dissipe peu : montez un dissipateur, isolé si la languette ne doit pas le toucher (la languette est le drain ou le collecteur).

Ouvrir le calcul →Vérifiez le TIP120 avec votre charge, votre alimentation, la fréquence PWM et la température.

Autres transistors

Questions fréquentes

Le TIP120 fonctionne-t-il avec un ESP32 en 3,3 V ?

Oui, avec une résistance de base : au gain de 250 que la datasheet utilise pour la saturation, une broche de 20 mA commande le TIP120 jusqu’à 1,7 A de charge. Pour plus de courant, prenez un MOSFET à niveau logique.

Quel courant le TIP120 peut-il commuter sans dissipateur ?

Environ 800 mA depuis une broche 3,3 V d’ESP32, à l’air libre à 25 °C, en gardant la jonction 25 °C sous son maximum de 150 °C (limite : chaleur).

Quel est le brochage du TIP120 ?

TO-220 : 1 base, 2 collecteur et 3 émetteur. Face imprimée vers vous, pattes vers le bas : la broche 1 est à gauche. La languette métallique est reliée à la broche 2.

Source des valeurs : datasheet onsemi (PDF)