Ayuda de voltaje de saturación ULN2003

Estoy ocupado diseñando una PCB que usará los GPIO de Raspberry Pi para controlar varios optoaisladores. Además, también estoy interactuando con un módulo IO que funciona con HIGH> 1V.

Debido a la cantidad de optoaisladores que estoy usando, no quiero sobrecargar los GPIO de Pi y planeé usar un ULN2003 para hacer el trabajo pesado y controlar los opto. Además, me gustaría usar la salida invertida del ULN2003 para controlar el módulo IO antes mencionado. Mi conocimiento es principalmente en sistemas digitales, por lo que el único lugar en el que he usado el ULN2003 antes fue para controlar algunos LED de GPIO.

[Tenga en cuenta que mi conocimiento es principalmente sobre sistemas digitales, y el mosfet de canal n ocasional, que en mi opinión también es "digital". Tengo prácticamente cero conocimiento de transistores.]

Ahora estoy luchando por entender el "voltaje de saturación del colector-emisor" aproximado de 1.0V. Pensé que habría una resistencia cercana a cero ohmios entre el pin OUT y GND del ULN cuando el pin IN está alto. Pero ahora leí en una guía:

Tenga en cuenta que tendrá una caída de voltaje de alrededor de 0.9v-1.0v sobre el UL2003 cuando esté en el circuito.

Estoy un poco perdido aquí. He elaborado un esquema para ayudar. Todos los GND son comunes.Aproximación esquemática simple

  1. ¿Este voltaje de saturación significa que XMM1 medirá alrededor de 1 V cuando la entrada sea alta? Multisim no quiere simular el ULN.
  2. Encontré un componente de Toshiba que se ve idéntico al ULN2003 pero usa DMOS (supongo que esto está más cerca de los mosfets de canal N, con los que estoy más familiarizado). El Toshiba TBD62003 ( hoja de datos ) que también es un poco más barato que el ULN2003.ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Alguien puede decirme si se puede usar como reemplazo directo del ULN2003 en el esquema anterior? (Simplemente conecte el pin GND, el lado negativo de la carga conectado a OUT1 y las unidades GPIO IN1)? Por el aspecto "circuito equivalente", ¿usa un mosfet tipo n?

EDITAR: Encontré una nota de aplicación muy útil de Toshiba que muestra que es prácticamente un reemplazo directo.ingrese la descripción de la imagen aquí

Probablemente un reemplazo directo.

Respuestas (2)

Si bien la respuesta de Michael Karas es correcta, no responde simplemente a sus preguntas, así que lo haré yo.

  1. ¿Este voltaje de saturación significa que XMM1 medirá alrededor de 1 V cuando la entrada sea alta? Multisim no quiere simular el ULN.

Eso es exactamente correcto. El voltaje de saturación es simplemente el voltaje en la salida cuando está completamente encendido. Notará que aumenta con el aumento de la corriente de carga.

  1. Encontré un componente de Toshiba que se ve idéntico al ULN2003 pero usa DMOS (supongo que esto está más cerca de los mosfets de canal N, con los que estoy más familiarizado). El Toshiba TBD62003 (hoja de datos) que también es un poco más barato que el ULN2003. ¿Alguien puede decirme si se puede usar como reemplazo directo del ULN2003 en el esquema anterior? (Simplemente conecte el pin GND, el lado negativo de la carga conectado a OUT1 y las unidades GPIO IN1)?

De nuevo, tienes razón. Y encontrará que el voltaje de saturación para la parte de Toshiba es generalmente más bajo que para la ULN, al menos para corrientes más bajas, como 100 mA. Esto permitirá que la pieza se enfríe. A corrientes más altas, alrededor de 350 mA, los dos son comparables en caída de voltaje.

Gracias por la info! ¿La caída de 1.0v es específica de una matriz Darling o al menos la implementación en ULN2003? Espero que un transistor normal usado en un sentido tradicional tenga una resistencia cercana a cero en el colector y el emisor cuando se enciende.
Un transistor "normal" normalmente mostrará una Vce de alrededor de 0,2 a 0,4 voltios, dependiendo de la relación exacta entre la corriente de base y la corriente del colector. Y en el transistor, por supuesto. Simplemente no puede conducir 10 amperios con un 2N3904. Una configuración Darlington alcanzará el voltaje mínimo con mucho menos impulso base, pero puede esperar entre 0,7 y 1 voltio extra de Vce. Y el ULN2003 usa Darlington.

Seguramente debería poder usar la parte DiMos en lugar del ULN2003 en la aplicación que ha mostrado. La gran ventaja de la parte DiMos es que cuando el FET de salida se enciende, acercará la salida mucho más a GND que el ULN2003.

Los controladores de transistores en el ULN2003 están configurados como pares Darlington de transistores NPN para obtener una alta ganancia. Desafortunadamente, hay que pagar un precio por esa configuración en el sentido de que el transistor de salida nunca puede saturarse por completo y terminará teniendo una caída de voltaje de aproximadamente un voltio.

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