TIP120 트랜지스터 이해: 기초, 특징 및 응용

TIP120이란?

NPN과 PNP 트랜지스터는 일반적으로 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)를 이룹니다. 전자 기기에는 증폭, 전압 안정화, 검출, 정류 등 다양한 기능을 수행하는 트랜지스터가 들어 있습니다. 여러 연산을 수행하기 위해 다양한 트랜지스터가 존재하는 것은 당연합니다. 이 글에서는 증폭 모드로 동작하는 특정 NPN 트랜지스터인 TIP120 트랜지스터에 초점을 맞춥니다.

TIP120 트랜지스터는 전자 회로에서 중전력 스위칭 및 범용 증폭 응용에 적합한 NPN 달링턴 파워 트랜지스터입니다. 기본 구성 요소는 컬렉터, 이미터, 베이스입니다. 고전력 기기 구동, 모터 구동, 조명 점등 등에 쓰입니다. 종종 두 트랜지스터가 쌍을 이뤄 한 트랜지스터가 전류를 증폭하면 다음 트랜지스터가 이를 다시 증폭하는 구조로 쓰입니다.

달링턴 구성의 고전력 트랜지스터

TIP120 사용 시 주의사항

TIP120 트랜지스터 수명을 늘리려면 다음을 주의하세요:

• 최우선으로, TIP120 트랜지스터 회로 사용 시 5A 또는 60V 이상의 부하를 걸지 마세요.
• 트랜지스터는 -65°C 미만, +150°C 초과 온도에서 보관하지 마세요.
• 트랜지스터와 함께 신뢰할 수 있는 방열판과 베이스 저항을 사용하세요.

TIP120 트랜지스터 사용 팁

TIP120 트랜지스터 사용 시 고려할 몇 가지 팁:

• 일반 트랜지스터의 전력이 프로젝트 요구를 충족하지 못할 때 대체할 수 있습니다.
• 베이스 측에 전압을 가하면 바이어스가 생겨 작은 전류가 흘러 이미터나 컬렉터의 큰 전류를 제어합니다.
• 평면 기술로 제작된 후 단일 달링턴 구성에 추가되어, TIP120은 낮은 포화 전압과 높은 이득 성능을 가집니다.
• 센서나 마이크로컨트롤러의 작은 전류가 높은 이득 전류에 기여할 수 있습니다.

불행히도 높은 전류 이득 시 과잉 전압이 많은 열을 발생시켜 트랜지스터 부품을 태울 수 있습니다. 이를 막으려면 항상 양질의 방열판을 사용해 열 방산을 조절하고 회로 소손을 방지하세요.

• 마지막으로, TIP120 트랜지스터는 전류 제어 소자이며, 전압 제어인 MOSFET과 다릅니다.

TIP120 핀 배열 및 구성

TIP120 핀 구성은 3개 핀으로 이루어집니다:

베이스 핀: 트랜지스터를 ON/OFF 스위칭해 바이어싱을 제어합니다.

컬렉터 핀: LED와 연결돼 전류가 자유롭게 흐르도록 합니다.

이미터 핀: 접지에 연결돼 컬렉터 핀에서 흘러온 전류를 배출합니다.

TIP120 핀 배열(내부 회로도)

위 다이어그램에서 TO-220 패키지에 두 트랜지스터가 들어 있음을 알 수 있습니다. 한 트랜지스터가 다른 트랜지스터의 베이스에 연결되고, 두 트랜지스터의 컬렉터가 연결돼 달링턴 쌍을 이룹니다. 이 연결로 트랜지스터의 전류 정격과 전류 이득이 점진적으로 증가합니다.

TIP120 주요 특징 및 사양

주요 사양은 다음과 같습니다:

@Ic	500
Vce (최대)	60
Ic (mA)	5
Pd (mW)	65
Hfe (최소)	1000
Vcb	60

일반적으로 이 사양들은 스트레스 정격(stress ratings) 범주에 속합니다. 스트레스 정격은 절대 최대 정격을 초과하지 않아야 하며, 그렇지 않으면 장기적으로 회로가 손상됩니다.

특징으로는 회로도를 구성하는 다음 요소들이 있습니다:

• 최대 이미터-베이스 전압(VBE): 5V
• 높은 직류 이득(Hfe): 3V, 3A 조건에서 최소/최대 1000
• 컬렉터-이미터 전압(VCE): 60V
• 케이스 온도/최대 열 방산: 250°C / 65W
• 동작 온도 및 최대 보관 온도: -65 ~ +150°C
• 트랜지스터 재질: Si(실리콘)
• 컬렉터 전압(VCB): 60V
• 베이스 전류(IB): 120mA
• 피크 부하 전류: 8A
• 연속 컬렉터 전류: 5A
• 컬렉터 전류 능력(IC)/전류 정격: 5A
• 지정 타입: TIP120
• 극성/트랜지스터 타입: NPN
• 상보 실리콘 트랜지스터, 중전력

TIP120은 NPN인가 PNP인가?

TIP120은 NPN입니다. 모든 NPN 트랜지스터와 마찬가지로 TIP120의 전하 운반자는 전자입니다. 반면 PNP 트랜지스터의 전하 운반자는 정공(holes)입니다.

PNP와 NPN 트랜지스터의 차이

TIP120 트랜지스터 대체품이 필요하다면 다음 목록에서 선택할 수 있습니다:

TIP100, TIP107, TIP125, TIP102, TIP110, TIP106, TIP105, TIP101, BDW2, BDT63, KSD560, KSB601, 2N6532, 2SD1415, TIP127(PNP), 2SD2495.

TIP120 트랜지스터는 어디에 쓰이는가?

TIP120 트랜지스터는 다음과 같은 여러 응용 분야에 사용할 수 있습니다:

1. 범용 증폭기 / 오디오 프리앰프
2. 달링턴 트랜지스터 기기
3. 정류 회로 및 인버터
4. 모터 제어 응용
5. 마이크로컨트롤러

LCD TV PCB의 트랜지스터

6. 저속 스위치(최대 5A)

요약

결론적으로, 높은 전류로 제어 부하를 견딜 트랜지스터가 필요하다면 TIP120이 이상적입니다. 게다가 TIP120은 로직 소자로 쉽게 제어돼 피크 전류로 가속하고 높은 전력 부하를 스위칭할 수 있습니다. 보유한 주요 품질 특징으로는 이미터-베이스 전압 5V, 부하 픽업 5A 등이 있습니다.

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