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高压大电流达林顿晶体管阵列


作者:信息产业部第 24 研究所西南集成电路设计中心 万天才 高压大电流达林顿晶体管阵列 系列产品及其应用

来源:《国外电子元器件》

摘要: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,

0 &&

image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" align=left vspace=1

border=0>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。

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image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" align=right vspace=1 border=0>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 输出电流 50V 500mA 50V 600mA 型号 普通 PMOS、CMOS 输入 14~25C PMOS 输入 5V TTL、CMOS 输入 6~15V PMOS、CMOS 输入 高输出 TTL 接口 ULN2001A ULN2002A ULN2003A ULN2004A ULN2005A ULN2011A ULN2012A ULN2013A ULN2014A ULN2015A ULN2021 ULN2022 ULN2023A ULN2024A ULN2025A ULN2801A ULN2802A ULN2803A ULN2804A ULN2805A 95V 500mA 50V 500mA 50V 600mA 型号 ULN2811A ULN2812A ULN2813A ULN2814A ULN2815A ULN2821A ULN2822A ULN2823A ULN2824A ULN2825A 95V 500mA

ULN200A 电路具有以下特点:

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image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" align=right vspace=1 border=0> ●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;

0 &&

image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" align=right vspace=1 border=0> ●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 TI 2001 ULN2001A 2002 ULN2002A 2003 ULN2003A 2004 ULN2004A 2005 ULN2005A ULN2811~ ULN2811~ Sprague ULN2001A ULN2002A ULN2003A ULN2004A ULN2005A ULN2805 Motorola MC1411 MC1412 MC1413 MC1416 L601B~ SGS L201B L202B L203 L204B L604B 三菱 M54524P M54525P M54523P N54526P TD62081A~ TD62001A TD6200A TD62003A TD62004A 62084A 三洋 电子 24 研究 所 表 3 引出端功能符号 引出端序号 1 2 3 4 5 6 7 符号 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 功能 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 引出端序号 9 10 11 12 13 14 15 符号 COM 7C 6C 5C 4C 3C 2C 同意功能 公共端 输出 输出 输出 输出 输出 输出 ULN2003A LB1231 LB1232 LB1233 LB1234 ULN2815 ULN2825 ULN2821~ 2800 系数 2810 系列 2820 系列

东菱

8 3 电参数

E

发射极

16

1C

输出

表 4 所列为 ULN2003A 电路的极限参数。 表 4 ULN2003A 的极限参数 项目 最大输入电压 集电极-发射极电压 最大基极输入电流 输出电流 贮存温度 结温 引线耐焊接温度 表 5 ULN2003A 的极限参数 数值 项目 符号 最小 集电极-发射极电压 输入电压 集电极电流 工作环境温度 表 6 ULN2003A 主要电特性 条件 特性 符号 (若无其它规定,TA=-40~85℃) 最小 1000 50 500 规范值 单位 最大 1.6 2.0 50 500 50 100 -1.0 -1.0 V V ?A ?A ?A ?A V mA ?S ?S Vce Vi Imax TA -40 0.5 0.2 最大 15 5 350 85 V V mA ℃ 单位 符号 Vi(max) Vo(max) IB(MAX) Io Ts Tj TD 数值 30 50 25 500 -65~150 175 300 单位 V V mA mA ℃ ℃ ℃

直流放大倍数 集电极-发射极饱和电压 箝位二极管正向电压

hEF VCE(sat) VF

VCE=2V,Ic350mA IB=500?A,IC=350mA IF=350mA,输入开路 Ii=0mA

集电极截止电流

ICEX

VCE=50V Vi=6V TA=25

箝位二极截止电流

IFEX

VF=50V Vi=85

集电极最大电压 集电极最大电流 开态延迟时间 关态延迟时间

Vamx Imax ton toff

空载 VCE=2V VCE=5V,16kHz 的方波输入 VCE=5V,16kHz 的方波输入

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。

0 &&

image.height>0){if(image.width>=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}" align=right vspace=1 border=0> 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。


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