Comportamiento de salida de circuito abierto de par Darlington

Tengo un GPIO que maneja un inversor lógico que luego se conecta a la entrada de un par IC NPN Darlington (ULN2803). La MCU y el inversor están alimentados por el mismo riel 3v3.

Veo un comportamiento que no esperaba en la salida del par Darlington, incluso cuando la salida no está conectada a nada. He observado este comportamiento en LTSpice (cuando modelé aproximadamente las partes internas de ULN2803) y en mi circuito físico (probando con un CRO). La simulación se muestra a continuación.

Cuando la entrada al par Darlington es lógicamente baja, la salida es (como se esperaba) básicamente 0V. Sin embargo, cuando la entrada es lógicamente alta, la salida flotante del par Darlington parece indicar ~630 mV.

Estoy luchando por entender esta observación: cualquier idea sería apreciada (incluso si significa señalar algún aspecto de mi estupidez :-)) ¡Gracias!

simulación LTSpiceTraza verde = salida de V1

Blue Trace = Colector de Q1 y Q2

Sin un pullup en el colector, ¿qué esperabas? Considere: la base Q1 tiene 2 caídas de diodo por encima de 0 V, y la unión del colector base Q1 está polarizada hacia adelante ...
Muy bien @Brian. Me estaba olvidando del diodo del colector base. En realidad, esto es solo un fragmento de un diseño más grande, pero sentí curiosidad cuando vi este efecto mientras solucionaba otro problema...

Respuestas (1)

Un ULN2803 generalmente se usa para impulsar una carga de algún tipo conectada entre la salida (los colectores de Q1 y Q2) y un voltaje más alto, generalmente 12V. Sin carga, la salida no se comportará como espera. Sin embargo, lo que esperabas que sucediera no es lo que realmente sucede.

Con la entrada apagada (o 0V), los transistores Q1 y Q2 estarán apagados y la salida "flotará". Con una resistencia pullup conectada entre la salida y 12V, la salida aumentará hasta 12V. Con la entrada activada (3,3 V), Q1 y Q2 se encenderán y reducirán la salida hasta cerca de 0 V.

Si no tiene una carga o una resistencia pull-up en la salida, cuando aplique 3,3 V a la entrada, la base de Q1 se sujetará a alrededor de 1,2 V debido a los dos diodos emisores de base con polarización directa en Q1 seguidos de Q2 . El diodo del colector de base en Q1 también tendrá polarización directa, por lo que los 1,2 V en la base de Q1 aparecen en el colector de Q1, menos otra caída de diodo de 0,6 V. Por lo tanto, ve aproximadamente 0,6 V en el colector.

Gracias por tu útil respuesta @Steve. Entendí que la base de Q1 vería 2x caídas de diodo emisor de base, ¡pero me estaba olvidando del diodo colector de base! Gracias de nuevo.
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