ULN2003引脚配置及驱动电路应用示例

众所周知，达林顿对允许用户通过来自微控制器或低电流源的几毫安电流源来驱动更多功率应用。

ULN2003是一种广泛用于电子产品的IC芯片，提供具有七个集电极开路输出的大电流达林顿阵列，主要用于处理高电压和大电流。ULN系列包括ULN2002A、ULN2003A、ULN2004A以及具有多种封装选项的三种不同变体，其中ULN2003是ULN系列中广泛使用的变体。

另外，ULN2003器件在集成电路内部包含抑制二极管，这是使用它驱动感性负载的附加功能。ULN2003达林顿对引脚配置如下图所示：

上图是ULN2003 IC的内部结构，采用的是16pin Dip封装。正如上面所看到的，输入和输出引脚正好相反，因为这样更容易连接 IC并使PCB设计更加简单。

ULN2003有七个集电极开路引脚可用，它还提供了一个额外的引脚，可用于电感负载相关应用，例如电机、螺线管、继电器等需要续流二极管时，都可以使用该引脚进行连接。

ULN2003输入引脚可与TTL或CMOS兼容使用，此外，输出引脚能够吸收高电流。根据ULN2003数据表了解，该达林顿对能够吸收500mA的电流，并且可以承受600mA的峰值电流。

在上图中，显示了每个驱动器的实际达林顿阵列连接。它用于七个驱动器，每个驱动器都包含该电路。

当ULN2003的输入引脚，从引脚1到引脚7，提供高电平时，输出将为低电平并通过它吸收电流。当在输入引脚上提供低电平时，输出将处于高阻抗状态，并且不会吸收电流。引脚9用于接续流二极管，当使用ULN系列切换任何感性负载时，它应始终连接到VCC 。

此外，还可以通过并联两对输入和输出来驱动更多电流应用，例如可以将引脚1与引脚2连接，另一方面可以连接引脚16和15并联两个达林顿对以驱动更高的电流负载。

步进电机驱动电路

ULN2003达林顿的一个重要应用就是驱动步进电机，电路图如下所示：

在上图中，电机连接在一个开路集电极输出引脚上，这里提供大约500nA (5mA)电流并控制电机上的380mA电流。这就是少量的基极电流可以控制达林顿晶体管中更高的集电极电流的方式。

此外，当使用电机时，引脚9连接在VCC两端以提供续流保护。

电阻器提供低上拉，当没有电流从源流出时使输入为低电平，这使得输出高阻抗停止电机。当在输入引脚上施加额外电流时，会发生相反的情况。

继电器驱动电路

ULN2003 IC的还可以作为继电器驱动电路，如下图所示：

这里使用七个继电器和使用ULN2003的继电器驱动电路（使用ULN2803继电器驱动电路还可以使用八个继电器）。在上述电路中，表示PIC微控制器(PIC16F877A) 与继电器的接口，该接口使用带有ULN2003继电器驱动器电路。钳位二极管内置于这些继电器驱动器IC中，因此无需再使用续流二极管。

下面给出了可用于打开和关闭继电器的程序，延迟时间为一秒。

void main()
{
TRISD = 0x00;    //PORT D is made as output
do
{
PORTD.R1 = 1;  //Relay 1 turns ON
PORTD.R2 = 1;  //Relay 2 turns ON
PORTD.R3 = 1;  //Relay 3 turns ON
PORTD.R4 = 1;  //Relay 4 turns ON
PORTD.R5 = 1;  //Relay 5 turns ON
PORTD.R6 = 1;  //Relay 6 turns ON
PORTD.R7 = 1;  //Relay 7 turns ON…and so on.
Delay_ms(1000); // 1 second Delay
PORTD.R1 = 0;  //Relay 1 turns OFF
PORTD.R2 = 0;  //Relay 2 turns OFF
PORTD.R3 = 0;  //Relay 3 turns OFF
PORTD.R4 = 0;  //Relay 4 turns OFF
PORTD.R5 = 0;  //Relay 5 turns OFF
PORTD.R6 = 0;  //Relay 6 turns OFF
PORTD.R7 = 0;  //Relay 7 turns OFF
Delay_ms(1000); //1 second Delay
}
while(1);
}

根据从微控制器接收到的信号，继电器驱动电路驱动一个或多个继电器打开和关闭，从而控制连接到这些继电器的负载的操作。

总结

达林顿晶体管于1953年由美国电气工程师兼发明家西德尼·达林顿 (Sidney Darlington) 发明，它使用两个标准BJT（双极结型晶体管）晶体管连接在一起，其中一个晶体管的发射极向另一个晶体管的基极提供偏置电流。

目前已经研发出多种型号达林顿晶体管（包括ULN系列），而且广泛应用于各种电子电路当中，其重要性不言而喻。