ULN2003A

在自动化密集的的场合会有很多被控元件如继电器，微型电机，风机，电磁阀，空调，水处理等元件及设备，这些设备通常由CPU所集中控制，由于控制系统不能直接驱动被控元件，这需要由功率电路来扩展输出电流以满足被控元件的电流，电压 在自动化密集的的场合会有很多被控元件如继电器，微型电机，风机，电磁阀，空调，水处理等元件及设备，这些设备通常由CPU所集中控制，由于控制系统不能直接驱动被控元件，这需要由功率电路来扩展输出电流以满足被控元件的电流，电压。ULN2XXXX高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品就属于这类可控大功率器件，由于这类器件功能强、应用范围语广。因此，许多公司都生产高压大电流达林顿晶体管阵列产品，从而形成了各种系列产品。838电子ULN2003是什么- 原理：LN2003也是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平，继电器得电吸合。如图九所示 功能特点： 高电压输出50V  输出钳位二极管  输入兼容各种类型的逻辑电路  应用继电器驱动器   HYPERLINK "http://www.838dz.com/d/file/ad/PCB/2009-06-10/58f24544817162586c4adc7e1c2b4e31.jpg" \t "_blank"                        ULN200X逻辑图   DISSIPATION RATING TABLE耗散评级表 PACKAGE封装  TA=25℃ POWER RATING 额定功率 DERATING FACTOR ABOVE功耗系数 TA=25℃ TA=85℃ POWER RATING 额定功率 D 950 mW 838电子 7.6 mW/℃ 494 mW N 1150 mW 9.2 mW/℃ 598 mW electrical characteristics, 电气特性（除非另有说明）TA = 25℃ (unless otherwise noted) PARAMETER 参数 测试图 TEST CONDITIONS 测试条件 ULN2001A ULN2002A 单位 最小 典型 最大 最小 典型 最大 - VI(on) On-state input voltage 输入电压 6 VCE=2V, IC =300mA - - - - - 13 V VCE(sat) Collector-emitter saturation voltage集电极-发射极饱和电压 5 II=250μA,IC=100mA - 0.9 1.1 - 0.9 1.1 V II=350μA, IC=200mA - 1 1.3 - 1 1.3 II=500μA, IC=350mA - 1.2 1.6 - 1.2 1.6 VF 　 Clamp forward voltage 正向钳位电压 8 IF = 350mA - 1.7 2 - 1.7 2 V ICEX Collector cutoff current集电极截止电流 1 VCE = 50V, II = 0 - - 50 - - 50 μA 2 VCE=50V,TA= 70℃ II=0 -   100 - - 100 - VI=6V - - - - - 500 II(off) 　 Off state input current关闭状态下输入电流 3 VCE=50V,TA=70℃ IC=500μA, 50 65 - 50 65 - μA II Input current 输入电流 4 VI = 17 V - - - - 0.82 1.25 mA IR Clamp reverse current 反向钳位电流 7 VR=50V, TA=70℃ - - 100 - - 100 μA VR = 50 V - - 50 - - 50 hFE Static forward-current transfer ratio 静态正向电流传输比 5 VCE=2V, IC =350mA 1000 - - - - - - Ci Input capacitance 输入电容 - VI = 0, f = 1MHz   15 25   15 25 pF electrical characteristics, 电气特性（除非另有说明）TA = 25℃ (unless otherwise noted) PARAMETER 参数 测试图 TEST CONDITIONS 测试条件 ULN2003A ULN2004A 单位 最小 典型 最大 最小 典型 最大 VI(on) On state input voltage输入电压 66 VCE=2V IC=125mA   5 V IC=200mA - - 2.4 - - 6 IC=250mA - - 2.7 - - - IC=275mA - - - - - 7 IC=300mA - - 3 - - - IC=350mA 8 VCE(sat) ittCollector-emitter saturation voltage集电极发射极饱和电压 5 II = 250μA, IC=100mA - 0.9 1.1   0.9 1.1 V II = 350μA, IC =200mA - 1 1.3   1 1.3 II = 500μA, IC=350mA - 1.2 1.6   1.2 1.6 ICEX Collector cutoff current 集电极截止电流 1 VCE = 50V, II = 0 - - 50 -   50 μA 22 VCE=50V,TA=70℃ II = 0 - - 100　　　 - - 100 - VI = 1V - - - - - 500 VF Clamp forward voltage 正向钳位电压 8 IF = 350mA - 1.7 2 - 1.7 2 V II(off) Off state input current 关闭状态下输入电流 33 VCE = 50 V, CE , TA = 70℃ IC = 500μA 50 65 - 50 65 - μA II Input current输入电流 4 VI = 3.85 V - 0.93 1.35 - - - mA VI = 5 V - - - 　 0.35 0.5 VI = 12 V - - - 　 1 1.45 IR Clamp reverse current 反向钳位电流 77 VR = 50 V - - 50 - - 50 μA VR = 50 V, TA = 70℃ - - 100 - - 100 Ci Input capacitance输入电容 - VI = 0, f =1MHz - 15 25   15 25 pF electrical characteristics, 电气特性（除非另有说明）TA = 25℃ (unless otherwise noted) PARAMETER 参数 测试图 TEST CONDITIONS 测试条件 ULQ2003A ULQ2004A 单位 最小 典型 最大 最小 典型 最大 VI(on) On state input voltage输入电压 6 VCE=2V IC=125mA   5 V IC=200mA - - 2.7 - - 6 IC=250mA - - 2.9 - - - IC=275mA - - - - - 7 IC=300mA - - 3 - - - IC=350mA 8 VCE(sat) ittCollector-emitter saturation voltage集电极发射极饱和电压 5 II = 250μA, IC=100mA - 0.9 1.1   0.9 1.1 V II = 350μA, IC =200mA - 1 1.3   1 1.3 II = 500μA, IC=350mA - 1.2 1.6   1.2 1.6 ICEX Collector cutoff current 集电极截止电流 1 VCE = 50V, II = 0 - - 50 -   50 μA 22 VCE=50V II = 0 - - 100　　　 - - 100 VI = 1V - - - - - 500 VF Clamp forward voltage 正向钳位电压 8 IF =350mA - 1.7 2 - 1.7 2 V II(off) Off state input current 关闭状态下输入电流 3 VCE =50V, IC=500μA 30 65 - 50 65 - μA II Input current输入电流 4 VI = 3.85V - 0.93 1.35 - - - mA VI = 5V - - - 　 0.35 0.5 VI = 12V - - - 　 1 1.45 IR Clamp reverse current 反向钳位电流 7 VR = 50V TA =25℃ - - 100 - - 50 μA VR = 50V - - 100 - - 100 Ci Input capacitance输入电容 - VI = 0, f=1MHz - 15 25   15 25 pF  switching characteristics, 开关特性TA = 25℃ PARAMETER 参数 TEST CONDITIONS 测试条件 ULN2001A,ULN2002A, ULN2003A,ULN2004A 单位 最小 典型 最大 - tPLH Propagation delay time, low- to high-level output传播延迟时间，从低到高输出 See Figure 9 - 0.25 1 μs tPHL Propagation delay time, high- to low-level output 传播延迟时间，从高到低输出 See Figure 9 - 0.25 1 μs VOH High-level output voltage after switching 输出高电平电压 VS=50V, IO≈300mA, See Figure 10 VS–20 - - mV switching characteristics over recommended operating conditions (unless otherwise noted)开关特性的建议运行条件（除非另有说明） PARAMETER 参数838电子 TEST CONDITIONS 测试条件  ULQ2003A,ULQ2004A 最小 典型 最大 tPLH Propagation delay time, low- to high-level output 传播延迟时间，从低到高输出 See Figure 9 - 1 10 μs tPHL Propagation delay time, high- to low-level output 传播延迟时间，从高到低输出 See Figure 9 - 1 10 μs VOH High-level output voltage after switching 输出高电平电压 VS=50V, IO≈300mA, See Figure 10 VS–500 - - mV          图一 ULN2001A内部电路图                                      图二 ULN2002A内部电路图                  图三 ULN2003A ULN2004A ULQ2003A ULQ2004A内部电路图 -        图1 ICEX测试电路                                                                  图2  ICEX测试电路        图3 ICEX测试电路                                                                  图4ICEX测试电路         图5   hFE, VCE(sat)测试电路                                                                      图6 VI(on) 测试电路 -                                            图四 参数测量信息   应用电路：                     图五MOS管加载到输入端                                  图六  TTL电路到输入端           图七 冲区高电流负载                                                          图八   使用上拉电阻提高驱动电流   图九 实际应用的UL2003电路图     absolute maximum ratings at=25℃ free-air temperature (unless otherwise noted)†绝对最大额定值at=25℃ Collector-emitter voltage 集电极-发射极电压 50 V Clamp diode reverse voltage 钳位二极管的反向电压（见注1 ） 50 V Input voltage, VI (see Note 1) 输入电压 30 V Peak collector current (see Figures 14 and 15)峰值集电极电流 500 mA  Output clamp current, IOK .输出钳位电流 500 mA Total emitter-terminal current 共发射极端子电流 –2.5 A Continuous total power dissipation . 连续总功耗 See Dissipation Rating Table Package thermal impedance, θJA 封装热阻(see Note 2): D package 73℃/W N package 67℃/W NS package 64℃/W Operating free-air temperature range, TA 自由空气的温度范围内 ULN200xA –20℃ to 70℃ ULQ200xA –40℃ to 85℃ Lead temperature 1.6mm(1/16inch)from case for 10 seconds  260℃ Storage temperature range, Tstg 储存温度范围 –65℃ to 150℃ 经常在以下电路中使用，作为： 1、显示驱动 2、继电器驱动 3、照明灯驱动 4、电磁阀驱动 5、伺服电机、步进电机驱动等电路中。 ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它 能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来 处理的数据。 ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受 50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。 ULN2003 的封装采用DIP—16 或SOP—16 ULN2003A在各种控制电路中常用它作为驱动继电器的芯片，其芯片内部做了一个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC 电流200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。 ULN2003可以驱动7个继电器,具有高电压输出特性，并带有共阴极的续流二极管使器件可用于开关型感性负载。每对达林顿管的额定集电极电流是500mA，达林顿对管还可并联使用以达到更高的输出电流能力。 ULN2003A中每对达林顿管的基极都串联有一个2.7kΩ的电阻，可直接与TTL或5V CMOS器件连接 ULN2003可以并联使用，在相应的OC输出管脚上串联几个欧姆的均流电阻后再并联使用，防止阵列电流不平衡。 2. 在输入口输入高电平时﹐输出口为低电平﹐但是在输入端输入低电平时﹐输出端怎么还是低电平？ ULN2003A的输出结构是集电极开路的，所以要在输出端接一个上拉电阻，在输入低电平的时候输出才是高电平。在驱动负载的时候，电流是由电源通过负载灌入ULN2003A的。 ULN2000、ULN2800是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。ULN2003A电路是美国Texas Instruments公司和Sprague公司开发的高压大电流达林顿晶体管阵列电路,文中介绍了它的电路构成、特征参数及典型应用。     关键词：达林顿晶体管阵列 驱动电路 ULN2003 ULN2000系列 ULN2800系列 1 概述 功率电子电路大多要求具有大电流输出能力, 以便于驱动各种类型的负载。功率驱动电路是功率电子设备输出电路的一个重要组成部分。 在大型仪器仪表系统中,经常要用到伺服电机、步进电机、各种电磁阀、泵等驱动电压高且功率较大的器件。ULN2000、ULN2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品就属于这类可控大功率器件,由于这类器件功能强、应用范围语广。因此,许多公司都生产高压大电流达林顿晶体管阵列产品,从而形成了各种系列产品,ULN2000、ULN2800系列就是美国Texas Instruments公司、美国Sprague公司开发的高压大电流达林顿晶体管阵列产品。它们的系列型号分类如表1所列,生产2000、2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品的公司与型号对照表如表2所列。在上述系列产品中,ULN2000系列能够同时驱动7组高压大电流负载,ULN2800系列则能够同时驱动8组高压大电流负载。美国Texas Instruments公司、美国Sprague公司生产的ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成,具有同时驱动7组负载的能力,为单片双极型大功率高速集成电路。以下介绍该电路的构成、性能特征、电参数以及典型应用。2000、2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列中的其它产品的性能特性与应用可参考ULN2003A。 表1 ULN2000、ULN2800系列型号分类表 输出电压 50V 50V 95V 50V 50V 95V 输出电流 500mA 600mA 500mA 500mA 600mA 500mA 　 型号 型号 普通PMOS、CMOS输入 ULN2001A ULN2011A ULN2021 ULN2801A ULN2811A ULN2821A 14～25C PMOS输入 ULN2002A ULN2012A ULN2022 ULN2802A ULN2812A ULN2822A 5V TTL、CMOS输入 ULN2003A ULN2013A ULN2023A ULN2803A ULN2813A ULN2823A 6～15V PMOS、CMOS输入 ULN2004A ULN2014A ULN2024A ULN2804A ULN2814A ULN2824A 高输出TTL接口 ULN2005A ULN2015A ULN2025A ULN2805A ULN2815A ULN2825A ULN200A电路具有以下特点： ●电流增益高（大于1000）; ●带负载能力强（输出电流大于500mA）; ●温度范围宽（-40～85℃）; ●工作电压高（大于50V）。 ULN2003电路主要用于如下领域： ●伺服电机; ●步进电机; ●电磁阀; ●可控照明灯。 2 管脚排列 ULN2003A电路的管脚排列如图1所示,图2为其原理和引脚功能图,各引出端的功能符号及说明如表3所列。 表2 生产2000、2800系列产品的公司与型号对照表 公司 2001 2002 2003 2004 2005 2800系数 2810系列 2820系列 TI ULN2001A ULN2002A ULN2003A ULN2004A ULN2005A 　 　 　 Sprague ULN2001A ULN2002A ULN2003A ULN2004A ULN2005A ULN2811～ULN2805 ULN2811～ULN2815 ULN2821～ULN2825 Motorola MC1411 MC1412 MC1413 MC1416 　 　 　 　 SGS L201B L202B L203 L204B 　 L601B～L604B 　 　 三菱 M54524P M54525P M54523P N54526P 　 　 　 　 东菱 TD62001A TD6200A TD62003A TD62004A 　 TD62081A～62084A 　 　 三洋 LB1231 LB1232 LB1233 LB1234 　 　 　 　 电子24研究所 　 　 ULN2003A 　 　 　 　 　 表3 引出端功能符号 引出端序号 符号 功能 引出端序号 符号 同意功能 1 1B 输入 9 COM 公共端 2 2B 输入 10 7C 输出 3 3B 输入 11 6C 输出 4 4B 输入 12 5C 输出 5 5B 输入 13 4C 输出 6 6B 输入 14 3C 输出 7 7B 输入 15 2C 输出 8 E 发射极 16 1C 输出 3 电参数 表4所列为ULN2003A电路的极限参数。 表4 ULN2003A的极限参数 项目 符号 数值 单位 最大输入电压 Vi(max) 30 V 集电极-发射极电压 Vo(max) 50 V 最大基极输入电流 IB(MAX) 25 mA 输出电流 Io 500 mA 贮存温度 Ts -65～150 ℃ 结温 Tj 175 ℃ 引线耐焊接温度 TD 300 ℃ 表5 ULN2003A的极限参数 项目 符号 数值 单位 最小 最大 集电极-发射极电压 Vce 0.5 15 V 输入电压 Vi 0.2 5 V 集电极电流 Imax 　 350 mA 工作环境温度 TA -40 85 ℃ 表6 ULN2003A主要电特性 特性 符号 条件 （若无其它规定,TA=-40～85℃） 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 值 单位 最小 最大 直流放大倍数 hEF VCE=2V,Ic350mA 1000 - 　 集电极-发射极饱和电压 VCE(sat) IB=500μA,IC=350mA - 1.6 V 箝位二极管正向电压 VF IF=350mA,输入开路 - 2.0 V 集电极截止电流 ICEX VCE=50V Ii=0mA - 50 μA Vi=6V - 500 μA 箝位二极截止电流 IFEX VF=50V TA=25 - 50 μA Vi=85 - 100 μA 集电极最大电压 Vamx 空载 50 - V 集电极最大电流 Imax VCE=2V 500 - mA 开态延迟时间 ton VCE=5V,16kHz的方波输入 　 -1.0 μS 关态延迟时间 toff VCE=5V,16kHz的方波输入 　 -1.0 μS ULN2003A电路的推荐工作条件如表5所列,表6所列为ULN2003A的主要电特性参数 4 特征曲线 ULN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的输入脉冲占空比、输出的路数与输出电流的关系曲线如图3所示,从图3可以看出,随着输入脉冲的占空比以及输出路数的增加,允许的输出电流随之降低,也就是说：电路的输出路数的增加将导致电路的驱动能力下降。 图4所示为ULN2003A电路输出电流Ic、输出电压VCE和输入电流II三者之间的关系曲线,从图4可以看出,随着输入电流的增加,输出电压随之降低,而随着输出电流的增加,输出电压也随之增加。 5 ULN2003A的典型应用 ULN2003A型高压大电流达林顿晶体管阵列电路的典型应用电路框图如图5所示。可以看出,该电路的应用非常简单。 uln2003的应用电路 ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列，由七个硅NPN达林顿管组成。 该电路的特点如下： ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路 直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。  ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受 50V的电压，输出还 可以在高负载电流并行运行。 ULN2003采用DIP—16或SOP—16 塑料封装。    本 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 选用GALl6V8为环形脉冲分配器，ULN2003(国产型号为5G1413)是七路达林顿驱动器阵列，是个集电极开路(OC)输出的反向器.最大驱动电流可以达到500mA。通常应用时是把负载步进电机的一端接到VDD(12V)上，另一端接到输出引脚上，如16脚。为了防止程序进入死循环，增加了外部的硬件看门狗定时器MAX813L，其内部的看门狗定时器监控UP/UC的工作。如果在1.6s内未检测到其工作，内部的定时器将使看门狗输出WDO处于低电平状态，WDO将保持低电平直到在WDI检测到UP/UC的工作。将WR和WDO连接可使看门狗超时产生复位。采用两片ULN2003分别驱动X、Y方向的步进电机。具体硬件电路如图1所示。