UNL2003 IC에는 16핀 DIP 패키지에 각각 정격이 50V, 500mA인 7개의 고전압, 고전류 NPN 달링턴 트랜지스터 어레이가 포함되어 있습니다. 외부 강하 저항 없이 IC를 디지털 로직(Arduino, Raspberry Pi, TTL 또는 5V CMOS 장치 등)에 직접 연결할 수 있습니다. 이 IC는 유도성 부하 전환을 위한 "공통 음극 플라이백 다이오드"를 갖추고 있습니다. ULN2003은 고전류 및 고전압 용량으로 유명합니다.
Darlington 쌍은 더 높은 전류 출력을 위해 "병렬"될 수 있습니다. 입력은 TTL 및 5v CMOS 로직을 사용할 수 있습니다.
이제 IC 내부를 자세히 살펴보고 프로젝트에서 IC가 어떻게 사용될 수 있는지 살펴보겠습니다.
상단의 노치는 칩 번호 매기기의 시작점과 중지점을 나타냅니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 시작하여 시계 반대 방향으로 IC의 핀 번호 1입니다.
IC 내부에는 7개의 NPN "달링턴 트랜지스터" 어레이가 있습니다. 달링턴 트랜지스터는 1953년 Sidney Darlington에 의해 처음 발명되었습니다. 달링턴 쌍은 한 트랜지스터의 이미터가 다른 트랜지스터의 베이스에 연결된 두 개의 바이폴라 트랜지스터로 구성된 회로입니다. 이 설정에서는 첫 번째 트랜지스터에 의해 증폭된 전류가 두 번째 트랜지스터에 의해 더 증폭됩니다. 두 트랜지스터의 컬렉터는 서로 연결됩니다. 이 구성은 각 트랜지스터를 개별적으로 취하는 것보다 훨씬 더 높은 전류 이득을 갖습니다. 작은 베이스 전류로 인해 쌍이 훨씬 더 높은 전류로 전환될 수 있습니다.
마치 하나의 베이스, 하나의 컬렉터, 하나의 이미터만 있는 단일 트랜지스터인 것처럼 보입니다. 대략 두 트랜지스터 이득의 곱에 해당하는 높은 전류 이득 생성: β Darlington = (β 1 * β 2) + β 1 + β 2
β1과 β2가 충분히 높기 때문에 위의 설명을 다음과 같이 작성할 수 있습니다. β Darlington ≈ β 1 * β 2 이 연결은 매우 높은 전류 이득을 갖는 단일 트랜지스터의 효과를 생성합니다.
7개의 출력은 모두 "오픈 컬렉터"입니다. 오픈 컬렉터란 어떤 것에도 얽매이지 않는 컬렉터를 의미합니다. 그냥 열려있습니다. 오픈 컬렉터 출력 장치가 작동하려면 오픈 컬렉터에 충분한 전력이 공급되어야 합니다. NPN 트랜지스터가 작동하려면 컬렉터와 베이스 모두 충분한 전력을 공급받아야 합니다. 베이스는 트랜지스터를 켜고 컬렉터에서 이미터로 훨씬 더 큰 전류가 흐르지만 컬렉터에 충분한 양의 전압이 있는 경우에만 가능합니다.
따라서 오픈 컬렉터 출력이 있는 칩의 출력에 부하를 연결하려면 부하를 구동하기에 충분한 양의 전압 소스에 부하를 연결해야 합니다. 따라서 부하의 +ve 쪽은 +ve 전압 레일에 연결되고 -ve 쪽은 IC의 OUTPUT 핀에 연결됩니다. 따라서 베이스 전류가 HIGH가 되면 전류는 컬렉터에서 이미터로 흐르고 출력 로직은 LOW가 되어 IC의 OUT 핀에 연결된 LED(부하)가 켜지고 그 반대도 마찬가지입니다.
데이터시트에 따르면 단일 OUTPUT 핀의 최대 출력 전류는 500mA이고 총 이미터 단자 전류는 2.5A입니다.
이제 ULN2003 IC의 단일 Darlington 쌍(내부 회로도)을 자세히 살펴보겠습니다. GPIO 입력 전압은 Darlington NPN 접합의 입력과 베이스 사이에 연결된 직렬 베이스 2.7kΩ 저항을 통해 베이스 전류로 변환됩니다. 이를 통해 5V 또는 3.3V의 공급 전압에서 작동하는 외부 강하 저항 없이 IC를 디지털 로직(Arduino, Raspberry Pi, TTL 또는 5V CMOS 장치 등)에 직접 연결할 수 있습니다.
각 NPN 트랜지스터의 베이스와 이미터 사이에 연결된 7.2kΩ 및 3kΩ 저항은 플로팅 상태를 방지하고 입력에서 발생할 수 있는 누설량을 억제하는 풀다운 저항 역할을 합니다.
효율성을 극대화하기 위해 이 장치에는 유도 부하용 "억제 다이오드"가 포함되어 있습니다. OUT 핀과 COM 핀(PIN 9) 사이에 연결된 다이오드는 NPN 드라이버가 꺼지고 코일에 저장된 에너지가 역전을 일으킬 때 생성되는 유도 부하에서 "반동 전압"을 억제하는 데 사용됩니다. 전류의 흐름.
NPN 트랜지스터의 기생 특성을 방지하기 위해 역방향 바이어스 억제 다이오드도 베이스-이미터와 컬렉터-이미터 쌍 사이에 배치됩니다.
핀 8은 GND에 연결됩니다.
유도 부하 유도 부하의 경우 COM 핀이 코일에 연결되면 IC는 유도 부하를 구동하고 내부 환류 다이오드를 통해 반동 전압을 억제할 수 있습니다.
저항성 부하 저항성 부하를 구동할 때 IC가 전류를 싱크하고 로직 HIGH 레벨을 유지하려면 풀업 저항이 필요합니다. 이 경우 COM 핀은 플로팅 상태(연결되지 않음)로 남겨질 수 있습니다.
이 장치는 -40°C~105°C의 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있습니다.
이제 이 IC를 회로에 연결해 보겠습니다. 우리가 알고 있듯이 ULN2003 IC는 마이크로컨트롤러나 논리 장치가 허용할 수 없는 고전류 또는 고전압(또는 둘 다) 장치를 쉽게 구동할 수 있습니다. 따라서 모터, 솔레노이드 및 계전기와 같은 유도성 부하를 구동하는 데 널리 사용됩니다.
왜 2개가 아닌 3개의 입력과 출력을 결합했느냐고 물으실 수도 있습니다. 데이터시트에 따르면 각 핀의 정격은 500mA이지만 총 출력은 2.5A입니다(*** 데이터시트의 4페이지 ****). 따라서 2.5A / 7핀 = 0.36 약. 따라서 0.36 * 3 = 1.07Amp입니다. 그것이 우리가 원하는 것입니다.
Texas Instruments에서 생산한 ULN2003A는 다음 용도로 사용할 수 있습니다.
포장 및 사용된 재료에 대한 자세한 내용은 데이터시트를 참조하세요. 링크는 아래 설명에 있습니다. 아무리 직관적이거나 명백하더라도 산업 관례를 가정하기 전에 항상 제조업체의 데이터시트를 참조하십시오. "모호함에 직면하여 추측하려는 유혹을 거부하십시오." - 젠 오브 파이톤
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달링턴 트랜지스터: https://en.wikipedia.org/wiki/Darlington_transistor
오픈 컬렉터 출력: https://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Open-collector-output.php
트랜지스터-트랜지스터 논리: https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor%E2%80%93transistor_logic
CMOS: https://en.wikipedia.org/wiki/CMOS
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감사합니다. 다음 튜토리얼에서 다시 한 번 말씀드리겠습니다.
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왜냐하면 : https://cos.tv/videos/play/52680878888358912
블로그1: https://diy-projects4u.blogspot.com/2024/05/All-About-IC-UNL2003.html
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