TIP120 Transistor: Grundlagen, Eigenschaften & Anwendungen

Was ist der TIP120?

NPN- und PNP-Transistoren bilden die Familie der Bipolartransistoren. In Elektronik übernehmen Transistoren Aufgaben wie Verstärkung, Spannungsstabilisierung, Gleichrichtung, Detektion. Der TIP120 ist ein NPN-Darlington-Leistungstransistor für mittlere Leistung – geeignet für Schaltanwendungen und allgemeine Verstärkung. Er besteht aus Kollektor, Emitter, Basis. Intern sind zwei Transistoren als Darlington-Paar verschaltet: Der erste verstärkt den Basisstrom, der zweite verstärkt dessen Kollektorstrom weiter → extrem hohe Stromverstärkung.

Typische Einsatzzwecke: Ansteuerung von Motoren, Lampen, Relais, Hochlast-Schaltung.

Vorsichtsmaßnahmen für lange Lebensdauer

• Laststrom nicht über 5 A, Spannung nicht über 60 V (V_CE)
• Lagertemperatur: -65 °C bis +150 °C
• Immer Kühlkörper und Basiswiderstand verwenden!

Tipps zur Verwendung

• Ersetzt normale Transistoren, wenn deren Leistung nicht ausreicht
• Basisspannung → Basiststrom → steuert großen Kollektor/Emissionsstrom
• Planartechnologie + monolithische Darlington-Struktur → niedrige Sättigungsspannung, hohe Verstärkung
• Kleiner Sensorsignalstrom → hoher Ausgangsstrom (Stromverstärkung ~1000)
• Warnung: Hohe Verlustleistung → viel Wärme! Guter Kühlkörper zwingend erforderlich.
• Stromgesteuert (im Gegensatz zu MOSFET = spannungsgesteuert)

Pin-Belegung & interner Aufbau

TO-220 Gehäuse, 3 Pins:

• Basis (B): Schaltet Transistor EIN/AUS, steuert Bias
• Kollektor (C): Lastanschluss (z. B. Motor, LED), Stromfluss
• Emitter (E): Masse/GND, leitet Strom ab

Im Gehäuse sitzen zwei Transistoren: Emitter von Q1 geht auf Basis von Q2. Beide Kollektoren verbunden → Darlington-Paar. Erhöht Stromverstärkung und Stromtragfähigkeit drastisch.

Hauptmerkmale & Kenndaten

Hinweis: Dies sind Absolute Maximum Ratings (Grenzwerte). Dauerbetrieb an diesen Grenzwerten beschädigt das Bauteil. Mit ausreichendem Kühlkörper und Derating arbeiten.

NPN oder PNP?

TIP120 ist NPN. Ladungsträger = Elektronen. Beim PNP (z. B. TIP125, TIP127) sind es Löcher.

Ersatz / Äquivalente

TIP100, TIP102, TIP110, TIP105, TIP101, BDW2, BDT63, KSD560, KSB601, 2N6532, 2SD1415, 2SD2495. PNP-Pendants: TIP125, TIP127.

Anwendungsgebiete

1. Allgemeine Verstärker / Audio-Vorverstärker
2. Darlington-Treiberstufen
3. Gleichrichter- & Wechselrichterschaltungen
4. Motorsteuerungen (DC-Motoren, Schrittmotoren)
5. Mikrocontroller-Ausgänge (High-Side/Low-Side Schaltung)
6. Langsame Schalter bis 5 A (nicht für schnelles PWM > wenige kHz geeignet)

Fazit

Der TIP120 ist ideal für Lasten mit hohem Strom, steuerbar über Logikpegel (Mikrocontroller, Sensoren). Er bietet hohe Stromverstärkung (h_FE ≥ 1000), 5 A Dauerlast, 60 V Sperrspannung, V_BE 5 V. Trotz seiner Einfachheit: Thermisches Management (Kühlkörper!) ist essenziell. Bei Fragen stehen wir zur Verfügung.