高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品及其應(yīng)用
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摘要：ULN2000、ULN2800是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。ULN2003A電路是美國(guó)Texas Instruments公司和Sprague公司開(kāi)發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路，文中介紹了它的電路構(gòu)成、特征參數(shù)及典型應(yīng)用。
本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/226497.htm關(guān)鍵詞：達(dá)林頓晶體管陣列 驅(qū)動(dòng)電路 ULN2003 ULN2000系列 ULN2800系列
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概述功率電子電路大多要求具有大電流輸出能力，
以便于驅(qū)動(dòng)各種類型的負(fù)載。功率驅(qū)動(dòng)電路是功率電子設(shè)備輸出電路的一個(gè)重要組成部分。
在大型儀器儀表系統(tǒng)中，經(jīng)常要用到伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、各種電磁閥、泵等驅(qū)動(dòng)電壓高且功率較大的器件。ULN2000、ULN2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬于這類可控大功率器件，由于這類器件功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍語(yǔ)廣。因此，許多公司都生產(chǎn)高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品，從而形成了各種系列產(chǎn)品，ULN2000、ULN2800系列就是美國(guó)Texas Instruments公司、美國(guó)Sprague公司開(kāi)發(fā)的高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列產(chǎn)品。它們的系列型號(hào)分類如表1所列，生產(chǎn)2000、2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品的公司與型號(hào)對(duì)照表如表2所列。在上述系列產(chǎn)品中，ULN2000系列能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組高壓大電流負(fù)載，ULN2800系列則能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)8組高壓大電流負(fù)載。美國(guó)Texas Instruments公司、美國(guó)Sprague公司生產(chǎn)的ULN2003A由7組達(dá)林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。以下介紹該電路的構(gòu)成、性能特征、電參數(shù)以及典型應(yīng)用。2000、2800高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列中的其它產(chǎn)品的性能特性與應(yīng)用可參考ULN2003A。
表1 ULN2000、ULN2800系列型號(hào)分類表
| 輸出電壓 | 50V | 50V | 95V | 50V | 50V | 95V |
| 輸出電流 | 500mA | 600mA | 500mA | 500mA | 600mA | 500mA |
| 型號(hào) | 型號(hào) | |||||
| 普通PMOS、CMOS輸入 | ULN2001A | ULN2011A | ULN2021 | ULN2801A | ULN2811A | ULN2821A |
| 14～25C PMOS輸入 | ULN2002A | ULN2012A | ULN2022 | ULN2802A | ULN2812A | ULN2822A |
| 5V TTL、CMOS輸入 | ULN2003A | ULN2013A | ULN2023A | ULN2803A | ULN2813A | ULN2823A |
| 6～15V PMOS、CMOS輸入 | ULN2004A | ULN2014A | ULN2024A | ULN2804A | ULN2814A | ULN2824A |
| 高輸出TTL接口 | ULN2005A | ULN2015A | ULN2025A | ULN2805A | ULN2815A | ULN2825A |
ULN200A電路具有以下特點(diǎn)：
●電流增益高（大于1000）；
●帶負(fù)載能力強(qiáng)（輸出電流大于500mA）；
●溫度范圍寬（-40～85℃）；
●工作電壓高（大于50V）。
ULN2003電路主要用于如下領(lǐng)域：
●伺服電機(jī)；
●步進(jìn)電機(jī)；
●電磁閥；
●可控照明燈。
2 管腳排列
ULN2003A電路的管腳排列如圖1所示，圖2為其原理和引腳功能圖，各引出端的功能符號(hào)及說(shuō)明如表3所列。
表2 生產(chǎn)2000、2800系列產(chǎn)品的公司與型號(hào)對(duì)照表
| 公司 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2800系數(shù) | 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 | ||||
| 東菱 | TD62001A | TD6200A | TD62003A | TD62004A | TD62081A～62084A | |||
| 三洋 | LB1231 | LB1232 | LB1233 | LB1234 | ||||
| 電子24研究所 | ULN2003A |
表3 引出端功能符號(hào)
| 引出端序號(hào) | 符號(hào) | 功能 | 引出端序號(hào) | 符號(hào) | 同意功能 |
| 1 | 1B | 輸入 | 9 | COM | 公共端 |
| 2 | 2B | 輸入 | 10 | 7C | 輸出 |
| 3 | 3B | 輸入 | 11 | 6C | 輸出 |
| 4 | 4B | 輸入 | 12 | 5C | 輸出 |
| 5 | 5B | 輸入 | 13 | 4C | 輸出 |
| 6 | 6B | 輸入 | 14 | 3C | 輸出 |
| 7 | 7B | 輸入 | 15 | 2C | 輸出 |
| 8 | E | 發(fā)射極 | 16 | 1C | 輸出 |
3 電參數(shù)
表4所列為ULN2003A電路的極限參數(shù)。
表4 ULN2003A的極限參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 符號(hào) | 數(shù)值 | 單位 |
| 最大輸入電壓 | Vi(max) | 30 | V |
| 集電極-發(fā)射極電壓 | Vo(max) | 50 | V |
| 最大基極輸入電流 | IB(MAX) | 25 | mA |
| 輸出電流 | Io | 500 | mA |
| 貯存溫度 | Ts | -65～150 | ℃ |
| 結(jié)溫 | Tj | 175 | ℃ |
| 引線耐焊接溫度 | TD | 300 | ℃ |
表5 ULN2003A的極限參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 符號(hào) | 數(shù)值 | 單位 | |
| 最小 | 最大 | |||
| 集電極-發(fā)射極電壓 | Vce | 0.5 | 15 | V |
| 輸入電壓 | Vi | 0.2 | 5 | V |
| 集電極電流 | Imax | 350 | mA | |
| 工作環(huán)境溫度 | TA | -40 | 85 | ℃ |
表6 ULN2003A主要電特性
| 特性 | 符號(hào) | 條件 （若無(wú)其它規(guī)定，TA=-40～85℃） | 規(guī)范值 | 單位 | ||
| 最小 | 最大 | |||||
| 直流放大倍數(shù) | hEF | VCE=2V,Ic350mA | 1000 | - | ||
| 集電極-發(fā)射極飽和電壓 | VCE(sat) | IB=500μA,IC=350mA | - | 1.6 | V | |
| 箝位二極管正向電壓 | VF | IF=350mA,輸入開(kāi)路 | - | 2.0 | V | |
| 集電極截止電流 | ICEX | VCE=50V | Ii=0mA | - | 50 | μA |
| Vi=6V | - | 500 | μA | |||
| 箝位二極截止電流 | IFEX | VF=50V | TA=25 | - | 50 | μA |
| Vi=85 | - | 100 | μA | |||
| 集電極最大電壓 | Vamx | 空載 | 50 | - | V | |
| 集電極最大電流 | Imax | VCE=2V | 500 | - | mA | |
| 開(kāi)態(tài)延遲時(shí)間 | ton | VCE=5V,16kHz的方波輸入 | -1.0 | μS | ||
| 關(guān)態(tài)延遲時(shí)間 | toff | VCE=5V，16kHz的方波輸入 | -1.0 | μS | ||
ULN2003A電路的推薦工作條件如表5所列，表6所列為ULN2003A的主要電特性參數(shù)
4 特征曲線
ULN2003A型高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路的輸入脈沖占空比、輸出的路數(shù)與輸出電流的關(guān)系曲線如圖3所示，從圖3可以看出，隨著輸入脈沖的占空比以及輸出路數(shù)的增加，允許的輸出電流隨之降低，也就是說(shuō)：電路的輸出路數(shù)的增加將導(dǎo)致電路的驅(qū)動(dòng)能力下降。
圖4所示為ULN2003A電路輸出電流Ic、輸出電壓VCE和輸入電流II三者之間的關(guān)系曲線，從圖4可以看出，隨著輸入電流的增加，輸出電壓隨之降低，而隨著輸出電流的增加，輸出電壓也隨之增加。
5 ULN2003A的典型應(yīng)用
ULN2003A型高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路的典型應(yīng)用電路框圖如圖5所示?？梢钥闯?，該電路的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單。
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