ULN2003 Sättigungsspannung Hilfe

Ich bin damit beschäftigt, eine Leiterplatte zu entwerfen, die die GPIOs eines Raspberry Pi verwendet, um mehrere Optoisolatoren anzusteuern. Zusätzlich stelle ich auch eine Schnittstelle zu einem IO-Modul her, das mit HIGH> 1V arbeitet.

Aufgrund der Anzahl der Optoisolatoren, die ich verwende, möchte ich die GPIOs des Pi nicht überlasten und plante, einen ULN2003 zu verwenden, um das schwere Heben zu erledigen und die Optos anzusteuern. Zusätzlich möchte ich den invertierten Ausgang des ULN2003 verwenden, um das oben erwähnte IO-Modul anzusteuern. Mein Wissen liegt hauptsächlich in digitalen Systemen, daher habe ich den ULN2003 bisher nur verwendet, um einige LEDs von GPIOs anzusteuern.

[Denken Sie daran, mein Wissen besteht hauptsächlich aus digitalen Systemen und gelegentlich aus n-Kanal-Mosfet, das meiner Meinung nach auch "digital" ist. Ich habe praktisch keine Ahnung von Transistoren.]

Jetzt habe ich Mühe, die ungefähre "Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung" von 1,0 V zu verstehen. Ich dachte, dass es zwischen dem OUT-Pin und GND des ULN einen Widerstand nahe Null Ohm geben würde, wenn der IN-Pin hoch ist. Aber jetzt habe ich in einer Anleitung gelesen:

Denken Sie daran, dass Sie im Stromkreis einen Spannungsabfall von etwa 0,9 V bis 1,0 V über dem UL2003 haben werden.

Ich bin hier ein bisschen verloren. Ich habe einen Schaltplan erstellt, um zu helfen. Alle GNDs sind gemeinsam.Einfache schematische Annäherung

  1. Bedeutet diese Sättigungsspannung, dass XMM1 etwa 1 V misst, wenn der Eingang hoch ist? Multisim will den ULN nicht simulieren.
  2. Ich habe eine Toshiba-Komponente gefunden, die identisch mit der ULN2003 aussieht, aber DMOS verwendet (ich nehme an, dies ist näher an N-Kanal-Mosfets, mit denen ich besser vertraut bin). Der Toshiba TBD62003 ( Datenblatt ) der auch etwas günstiger ist als der ULN2003.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kann mir jemand sagen, ob es als Drop-in-Ersatz für den ULN2003 im obigen Schema verwendet werden kann? (Einfach den GND-Pin anschließen, die negative Seite der Last mit OUT1 und den GPIO-Laufwerken IN1 verbinden)? Nach dem Aussehen "Ersatzschaltung" wird ein n-Typ-Mosfet verwendet?

BEARBEITEN: Ich habe einen sehr nützlichen Anwendungshinweis von Toshiba gefunden, der zeigt, dass dies so ziemlich ein Drop-In-Ersatz ist.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vermutlich ein Drop-in-Ersatz.

Antworten (2)

Obwohl die Antwort von Michael Karas richtig ist, beantwortet sie nicht einfach Ihre Fragen, also werde ich es tun.

  1. Bedeutet diese Sättigungsspannung, dass XMM1 etwa 1 V misst, wenn der Eingang hoch ist? Multisim will den ULN nicht simulieren.

Das ist genau richtig. Die Sättigungsspannung ist einfach die Spannung am Ausgang, wenn er vollständig eingeschaltet ist. Sie werden feststellen, dass es mit zunehmendem Laststrom zunimmt.

  1. Ich habe eine Toshiba-Komponente gefunden, die identisch mit der ULN2003 aussieht, aber DMOS verwendet (ich nehme an, dies ist näher an N-Kanal-Mosfets, mit denen ich besser vertraut bin). Der Toshiba TBD62003 (Datenblatt), der auch etwas günstiger ist als der ULN2003. Kann mir jemand sagen, ob es als Drop-in-Ersatz für den ULN2003 im obigen Schema verwendet werden kann? (Einfach den GND-Pin anschließen, die negative Seite der Last mit OUT1 und den GPIO-Laufwerken IN1 verbinden)?

Auch hier haben Sie Recht. Und Sie werden feststellen, dass die Sättigungsspannung für das Toshiba-Teil im Allgemeinen niedriger ist als für das ULN, zumindest für niedrigere Ströme wie 100 mA. Dadurch läuft das Teil kühler. Bei höheren Strömen, etwa 350 mA, sind die beiden im Spannungsabfall vergleichbar.

Danke für die Info! Ist der 1,0-V-Abfall spezifisch für ein Darling-Array oder zumindest die Implementierung in ULN2003? Ich erwarte, dass ein normaler Transistor, der im herkömmlichen Sinne verwendet wird, beim Einschalten einen Widerstand nahe Null über Kollektor und Emitter hat?
Ein "normaler" Transistor zeigt typischerweise eine Vce von etwa 0,2 bis 0,4 Volt, abhängig vom genauen Verhältnis von Basisstrom zu Kollektorstrom. Und natürlich am Transistor. Sie können mit einem 2N3904 einfach keine 10 Ampere fahren. Eine Darlington-Konfiguration erreicht die Mindestspannung mit viel weniger Basisantrieb, aber Sie können etwa 0,7 bis 1 Volt zusätzliche Vce erwarten. Und der ULN2003 verwendet Darlingtons.

Sie sollten in der von Ihnen gezeigten Anwendung sicherlich das DiMos-Teil anstelle des ULN2003 verwenden können. Der große Vorteil des DiMos-Teils besteht darin, dass der Ausgangs-FET beim Einschalten den Ausgang viel näher an GND zieht als der ULN2003.

Die Transistortreiber im ULN2003 sind als Darlington-Paare von NPN-Transistoren konfiguriert, um eine hohe Verstärkung zu erzielen. Leider muss für diese Konfiguration ein Preis gezahlt werden, da der Ausgangstransistor niemals vollständig gesättigt werden kann und am Ende einen Spannungsabfall von etwa einem Volt aufweist.

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