ULN2803 am Ausgang gegen VCC nur 4,3V

[BlaueLed]

Hallo,

ich habe einen ULN2803 mit Masse und einem Eingang mit 5V Pegel angeschlossen. Aber am Ausgang messe ich gegen VCC nur 4,3V. Hab auch schon den ULN gewechselt, kein Erfolg.

Hatte jemand schonmal so ein problem ?

mfg Kay

[zephram_c]

Das ist kein Problem, sondern völlig normal. Der Chip kann nicht den vollen Versorgungsspannungshub liefern, weil über den Schalttransistor die Sättigungsspannung der Kollektor-Emitter-Streck abfällt. Wen du von einem Ausgang gegen Masse misst, wirst du feststellen, dass bei durchgeschaltetem Ausgang etwa 0,7 Volt anliegen - eben jene Sättigungsspannung.

[Bernhard667]

Genau,
der ULN ist ein Darlington. Diese erreichen keine so nierige UCEsat wie einfach Transistoren.

Bernhard

[dennisstrehl]

Stimmt beides nicht ganz, denn in Emitterschaltung kann der Spannungsabfall deutlich geringer sein. Zeichne doch mal bitte deine Schaltung auf.

"[...], weil über den Schalttransistor die Sättigungsspannung der Kollektor-Emitter-Streck abfällt."

Die Sättigungsspannung der CE-Strecke ist nicht 0,7 Volt, sondern die Spannung, ab der sich der Strom nicht mehr signifikant erhöht. Anders gesagt, die Stelle, an der die Kennlinie (https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Bild:Ic-Kennlinie%2C_BC547.gif) in die waagrechte abknickt.

"der ULN ist ein Darlington. Diese erreichen keine so nierige UCEsat wie einfach Transistoren. "

Eben das stimmt nicht, wenn man ihn in Emitterschaltung einsetzt. Und das ist beim ULN meistens der Fall.

MfG

[zephram_c]

Wenn der Spannungsabfall ein Problem ist, empfiehlt sich der Einsatz von Mosfets als Schalter. Die haben extrem geringe Innenwiderstände (bis zu 2,3 Millohm herunter) und sind einfach anzusteuern.

[zephram_c]

@Dennis:
Das ist die Innenschaltung eines Treibers im ULN2803:

http://i1.tinypic.com/263vdwn.gif

Wie du siehst, kommst du aus der Geschichte mit der Sättigungsspannung nicht raus.

[dennisstrehl]

Ich hab mein Posting zwischendurch editiert, ich weiß nicht ob du das schon gelesen hast. Wenn der ULN2803 in Emitterschaltung betrieben wird, dann liegt der Emitter auf Masse. Die Spannung, die am Ende fehlt, ist also gleich Uce.
Jetzt such dir mal ein Datenblatt und schau, ob du irgendwo ein Ausgangskennlinienfeld findest. Dort wirst du sehen, dass Uce nicht immer 0,7V betragen muss, sondern hin und wieder auch deutlich weniger.

Edit: Hier (http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm) findest du so ein Ausgangskennlinienfeld. (Oben rechts in der ersten Grafik)

MfG

[BlaueLed]

danke für eure schnellen Antworten. Ich muss mit meinem uC 5V / 65mA schalten können. welchen Mosfet sollte ich da verwenden ?

mfg Kay

[dennisstrehl]

Dafür braucht man im Leben keinen MosFET. Ein BC327 oder sogar BC547 mit 4,7kOhm Vorwiderstand reichen völlig aus, MosFETs kosten immer gleich das 5- bis 10fache.

[zephram_c]

Danke Dennis, ich weiß was ein Ausgangskennlinienfeld ist.
Ich hab mir auch das des ULN2803 angesehen. Wenn fast kein Laststrom fließt, kann der CE-Spannungsabfall auch schon mal auf 0,5V runtergehen - das habe ich nie bestritten. Bei 600mA Ausgangsstrom können's aber auch schon mal 2V sein.

Guckst du hier (http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1536.pdf), Seite 5, Diagramm 8.

[zephram_c]

Ein BS170 kostet bei Reichelt 13 Cent, schaltet 500mA und 60V und würde bei 65mA einen Spannungsabfall von knapp 80mV generieren.

[shaun]

Dennis,
wenn beide Transistoren in der Sättigung wären, bleibt immer noch die Ube des 2. Transistors, wie willst Du da nennenswert unter 0,7V kommen?

[dennisstrehl]

Also, wir wissen immernoch nicht sicher, in welcher Schaltung der Threadersteller den ULN verwendet hat. Der Spannungsabfall von 0,7V deutet aber auf eine Emitterschaltung hin, denn bei einer Kollektorschaltung würde in etwa das doppelte rauskommen (weil Darlington).
Und in eben dieser addiert sich die Ube des 2. Transistors doch nicht dazu?

Dass die Transistoren im ULN so schlecht sind, dass sie bis zu 2 Volt Sättigungsspannung haben, damit hab ich nicht gerechnet. Dann sind die Werte für eine Emitterschaltung realistisch. Ein BC337 oder BC327 hat da schon deutlich bessere Werte, deswegen wäre es imho nicht nötig, zu einem MosFET zu greifen. Den BS170 würde ich nicht nehmen, da der Rds(on) zwar typischerweise bei 1,2 Ohm liegt, aber maximal bei 5 Ohm - und dann wäre der Spannungsabfall schon größer.

MfG

[shaun]

Och Dennis,
wenn der 2. Transistor leiten soll, braucht er 0,6V zwischen B und E, und da der Kollektor des 1. kaum negativer als sein Emitter werden kann, bestenfalls (ideale Sättigung) auf dem gleichen Potenzial liegen kann, muss der Kollektor des 2. um 0,6V über Masse, also seinem eigenen Emitter liegen. Muss man denn für sowas gleich den Kirchhoff ausgraben?

[dennisstrehl]

Sorry, ich hab jetzt erst gesehen, dass der linke Transistor über den Kollektor des rechten versorgt wird. Das erklärt natürlich die hohe Sättigungsspannung in Emitterschaltung :X

[Bernhard667]

Hallo,
genau das ist doch Darlington. 2 Transistoren sind verheiratet.
IB des rechten kommt schon verstärkt aus dem linken.
-> Darlington hat sehr hohe Verstärkung
-> geringer IB im linken Transistor nötig.
Pferdefuß:
Man kann den rechten Transistor nicht komplett durchschalten.

War mir doch vom Studium noch als Faustregel im Hinterkopf.
Die genaue Ursache wurde ja oben nochmal eruiert.

Bernhard

[RG]

" ... Man kann den rechten Transistor nicht komplett durchschalten.
... "
es sei denn , man verwendet eine Komplementär-Darlingtonschaltung ! (ist beim ULN aber eben nicht der Fall...)