Darlington-Paar-Ausgangsverhalten bei offener Schaltung

Ich habe einen GPIO, der einen Logikinverter antreibt, der dann mit dem Eingang eines NPN-Darlington-Paar-IC (ULN2803) verbunden ist. Die MCU und der Wechselrichter werden von derselben 3v3-Schiene gespeist.

Ich sehe ein Verhalten, das ich am Ausgang des Darlington-Paares nicht erwartet habe, selbst wenn der Ausgang mit nichts verbunden ist. Ich habe dieses Verhalten in LTSpice (als ich die ULN2803-Interna ungefähr modelliert habe) und auf meiner physischen Schaltung (durch Sondieren mit einem CRO) beobachtet. Die Simulation ist unten dargestellt.

Wenn der Eingang zum Darlington-Paar logisch niedrig ist, ist der Ausgang (wie erwartet) grundsätzlich 0 V. Wenn der Eingang jedoch logisch hoch ist, scheint der schwebende Ausgang des Darlington-Paares ~630 mV zu lesen.

Ich habe Mühe, diese Beobachtung zu verstehen - alle Erkenntnisse wären willkommen (auch wenn es bedeutet, auf einen Aspekt meiner Dummheit hinzuweisen :-)) Danke!

LTSpice-SimulationGrüner Trace = Ausgang von V1

Blaue Spur = Kollektor von Q1 & Q2

Was haben Sie ohne einen Klimmzug am Kollektor erwartet? Bedenken Sie: Die Basis von Q1 beträgt 2 Diodenabfälle über 0 V, und der Basis-Kollektor-Übergang von Q1 ist in Vorwärtsrichtung vorgespannt ...
Ganz recht @Brian. Ich hatte die Basis-Kollektor-Diode vergessen. In Wirklichkeit ist dies nur ein Ausschnitt eines größeren Designs, aber ich wurde neugierig, als ich diesen Effekt sah, während ich etwas anderes suchte ...

Antworten (1)

Ein ULN2803 wird normalerweise verwendet, um eine Last zu treiben, die zwischen dem Ausgang (den Kollektoren von Q1 und Q2) und einer höheren Spannung, typischerweise 12 V, angeschlossen ist. Ohne Last verhält sich der Ausgang nicht wie erwartet. Was Sie erwartet haben, ist jedoch nicht das, was wirklich passiert.

Bei ausgeschaltetem Eingang (oder 0 V) ​​sind die Transistoren Q1 und Q2 ausgeschaltet, und der Ausgang "schwebt". Mit einem Pullup-Widerstand, der zwischen den Ausgang und 12 V geschaltet wird, wird der Ausgang auf 12 V hochgezogen. Bei eingeschaltetem Eingang (3,3 V) schalten sich Q1 und Q2 ein und ziehen den Ausgang auf nahezu 0 V herunter.

Wenn Sie am Ausgang keine Last oder keinen Pull-up-Widerstand haben, wird die Basis von Q1 beim Anlegen von 3,3 V an den Eingang aufgrund der beiden in Vorwärtsrichtung vorgespannten Basis-Emitter-Dioden in Q1, gefolgt von Q2, auf etwa 1,2 V geklemmt . Die Basis-Kollektor-Diode in Q1 wird ebenfalls in Vorwärtsrichtung vorgespannt, sodass die 1,2 V an der Basis von Q1 am Kollektor von Q1 erscheinen, abzüglich eines weiteren Diodenabfalls von 0,6 V. Daher sehen Sie am Kollektor ca. 0,6 V.

Danke für deine hilfreiche Antwort @Steve. Ich habe verstanden, dass die Basis von Q1 2x Basis-Emitter-Diodentropfen sehen würde, aber ich habe die Basis-Kollektor-Diode vergessen! Danke noch einmal.
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