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uln200x、ulq200x高壓大電流達林頓晶體管陣列

時間:2019-5-17, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

1特點

500 mA額定集電極電流(單輸出)高壓輸出:50 V輸出鉗位二極管 輸入與各種類型的邏輯兼容 繼電器驅動應用
個應用 繼電器驅動器 步進電機和直流刷電機驅動器 燈驅動器 顯示驅動器(LED和氣體放電) 線路驅動器 邏輯緩沖器
說明:ULX200XA器件是高壓、大電流達林頓晶體管陣列。每對由七個NPN達林頓對組成,它們具有高壓輸出,并帶有用于切換電感負載的通用陰極鉗位二極管。
單個達林頓對的集電極電流額定值為500 mA。達林頓對可以并聯以獲得更高的電流能力。應用包括繼電器驅動器、錘子驅動器、燈驅動器、顯示驅動器(LED和氣體放電)、線路驅動器和邏輯緩沖器。對于ULX2003A設備的100-V(或可互換)
ULN2002A裝置專門設計用于14-V至25-V PMOS裝置。該裝置的每個輸入端都有齊納二極管和串聯電阻,以將輸入電流控制在安全限值。ULX2003A設備的每個達林頓對都有一個2.7-kΩ系列基極電阻,可直接與TTL或5-V CMOS設備一起工作。

ULX2004A設備有一個10.5-kΩ系列的基極電阻,允許直接從使用6 V至15 V電源電壓的CMOS設備進行操作。ULX2004A設備所需的輸入電流低于ULX2003A設備的輸入電流,所需的電壓小于ULN2002A設備所需的電壓。

規格
25°C自由空氣溫度下的絕對最大額定值(除非另有說明)(1)
最小最大單位VCC集電極發射極電壓50 V鉗位二極管反向電壓(2)50 V VI輸入電壓(2)30 V峰值集電極電流,見圖4和圖5 500 mA IOK輸出鉗位電流500 mA總發射極端電流–2.5 A
TA工作自由空氣溫度范圍
ULN200XA–20 70型°C
ULN200XAI–40 105號
ULQ200XA–40 85型
ULQ200XAT–40 105 TJ操作虛擬接頭溫度150°C導線溫度1.6 mm(1/16英寸)距離外殼10秒260°C TSTG存儲溫度65 150°C
(1)JEDEC文件JEP155規定,500-V HBM允許采用標準的ESD控制流程進行安全制造。(2)JEDEC文件JEP157規定,250-V CDM允許采用標準的ESD控制流程進行安全制造。
ESD額定值
價值單位V(ESD)
靜電放電

人體模型(HBM),符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-001(1)±2000V
充電裝置型號(CDM),符合JEDEC規范JESD22-C101(2)±500
在工作自由空氣溫度范圍內的推薦操作條件(除非另有說明)
最小最大單位VCC集電極發射極電壓(非V設備)0 50 V TJ結溫度–40 125°C)

參數測量信息

參數測量信息(續)

脈沖發生器具有以下特性:prr=12.5 kHz,zo=50Ω。cl包括探針和夾具電容。用于測試uln2003a設備、uln2003ai設備和ulq2003a設備,vih=3 V;對于uln2002a設備,vih=13 V;對于uln2004a和ulq2004a設備,vih=8 V。

閉鎖測試電路及電壓波形

詳細描述
概述
這一標準設備已被證明在廣泛的應用中的普遍性和通用性。這是由于該器件的7個達林頓晶體管的集成,這些晶體管能夠下沉500毫安,并且具有寬的GPIO范圍的能力。
ULN2003A器件包括七對高壓、大電流NPN達林頓晶體管。所有單元都有一個公共發射器和集電極開路輸出。為了最大限度地提高效率,這些裝置包含用于電感負載的抑制二極管。uln2003a設備在每個達林頓對上都有一個串聯的基極電阻,因此可以直接使用TTL或CMOS在5 V或3.3 V的電源電壓下工作。uln2003a設備為許多接口需求提供解決方案,包括電磁閥、繼電器、燈、小型電機和LED。如果應用程序要求輸入電流超過單個輸出的能力,則可通過并聯輸出來適應。
該裝置可在較寬的溫度范圍內工作(–40°C至105°C)。
功能框圖

顯示的所有電阻值均為額定值。集電極-發射極二極管是寄生結構,不應用于傳導電流。如果集電極低于GND,則應添加一個外部肖特基二極管來夾住負下沖。

功能描述
ULN2003A器件的每個通道由達林頓連接的NPN晶體管組成。這種連接產生了具有非常高電流增益(β2)的單個晶體管的效果。在某些電流下,這可能高達10000 A/a。非常高的β允許以非常低的輸入電流進行高輸出電流驅動,基本上等同于低GPIO電壓的操作。GPIO電壓通過連接在Predriver Darlington NPN輸入和基極之間的2.7-kΩ電阻轉換為基極電流。每個NPN的基極和發射極之間連接的7.2-kΩ和3-kΩ電阻起下拉作用,抑制輸入可能發生的泄漏量。
連接在輸出和COM引腳之間的二極管用于抑制電感負載的反沖電壓,當NPN驅動器關閉(停止下沉)時,電感負載會激發反沖電壓,線圈中存儲的能量會導致反向電流通過反沖二極管流入線圈電源。
在正常工作中,基極上的二極管和集電極至發射極的插腳將反向偏壓。如果這些二極管是正向偏壓的,內部寄生的NPN晶體管將從其他(附近的)器件管腳吸?。◣缀跸嗟鹊模╇娏?。
裝置功能模式
感應負載驅動
當COM管腳連接到線圈電源電壓時,ULN2003A裝置能夠驅動感應負載并通過內部自由旋轉二極管抑制反沖電壓。
電阻負載驅動
當驅動電阻負載時,需要一個上拉電阻,以便ULN2003A設備吸收電流,并使其具有邏輯高電平。對于這些應用程序,COM管腳可以保持浮動。

應用與實施
注:以下應用部分中的信息不屬于TI組件規范的一部分,且TI不保證其準確性或完整性。TI的客戶負責確定組件是否適合其用途??蛻魬炞C和測試其設計實現,以確認系統功能。
申請信息
通常,uln2003a設備從無法容忍這些條件的MCU或邏輯設備驅動高壓或大電流(或兩者)外圍設備。本設計是ULN2003A器件常用的驅動電感負載的裝置。這包括電機、電磁閥和繼電器。圖22顯示了每種負載類型的模型。
典型應用

作為感應負載驅動器的ULN2003A裝置
設計要求
對于這個設計示例,使用表1中列出的參數作為輸入參數。
設計參數

設計參數示例值
GPIO電壓3.3 V或5 V
線圈電源電壓12 V至48 V
通道數7輸出電流(RCoil)20 mA至300 mA/通道占空比100%

詳細設計程序
在線圈驅動應用中使用ULN2003A設備時,請確定以下內容:•輸入電壓范圍•溫度范圍•輸出和驅動電流•功耗
驅動電流線圈電壓(VSUP)、線圈電阻(RCOIL)和低電平輸出電壓(VCE(SAT)或vol)決定線圈電流。icoil=(vsup–vce(sat))/rcoil(1)
低電平輸出電壓低電平輸出電壓(vol)與VCE(sat)相同
功率損耗和溫度
驅動線圈的數量取決于線圈電流和片上功耗
為了更準確地確定可能的線圈數量,請使用以下公式計算ULN2003A設備片上功耗Pd:
其中•n是一起激活的信道數•voli是負載電流ili的輸出引腳電壓。這與VCE(SAT)(2)相同,為了確保ULN2003A設備和系統的可靠性,片上功耗必須低于或等于由以下方程式3規定的最大允許功耗(pd(max))。
其中•Tj(max)為目標最高結溫•Ta為工作環境溫度•rθja為封裝結對環境熱阻(3)的限制,將uln2003a器件的模結溫度限制在125°C以下。IC結溫與片上功耗成正比。

電源建議
這個設備不需要電源。然而,COM引腳通常與系統電源相連。在這種情況下,確保輸出電壓不會嚴重超過COM引腳電壓非常重要。這種差異很大程度上使反激二極管產生正向偏壓,并導致大電流流入COM,從而可能損壞片上金屬或過度加熱器件。
布局指南
由于通常用于驅動ULN2003A設備的低電流邏輯,可以在輸入端使用細記錄道。注意盡可能地分離輸入通道,以消除串音。TI建議對輸出進行粗跟蹤,以驅動可能需要的任何高電流。金屬絲的厚度可由微量材料的電流密度和所需的驅動電流決定。
因為所有的通道電流都返回到一個公共發射器,所以最好將跟蹤寬度調整為非常寬。有些應用需要高達2.5 A的電流。

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