ULN2003のピン配列とデータシート完全ガイド：高電圧制御をマスターする

ULN2003とは

DCデバイスにおける高電圧回路の最小化と制御は困難です。これまでの解決策は、エネルギー効率の観点から高電圧DCモータを使用することでした。ここでは、エンジニアがダーリントンNPNトランジスタを持つロジック回路を用いて、単一出荷のみを前提に高DC負荷を制御していました。ULN2003 ICが、この高電圧制御問題の現在の解決策です。本記事で詳しく解説することで、その理由をご理解いただけるでしょう。

ULN2003集積回路は、単一トランジスタよりも高い電流利得を提供する高電流・高電圧ダーリントンアレイです。7組のダーリントンペア（オープンコレクタ）とサプレッションダイオード、共通エミッタを内蔵しています。

過渡電圧抑制ダイオードの仕組みを説明するシンプルな回路図

注： 1組のダーリントントランジスタペアは、最大動作値500mA（最大600mA）と50Vの2個のバイポーラトランジスタに相当します。

一般的に16ピンのプラスチックDIPパッケージで提供されます。パッケージには銅製リードフレームが採用されており、熱抵抗を低減しています。

ULN2003のピン配置

ULN2003ピンアウト

ULN2003は合計16ピンを持ち、以下の通りです：

• ピン1〜ピン7 / 入力1〜入力7：ダーリントンペアの7つの入力ピン。各ピンは+5Vでトリガーされ、トランジスタのベースに接続されます。
• ピン8 / 共通グランドピン：多くの場合0Vのグランド基準電圧を提供します。
• ピン9 / COMピン：電圧テストまたはサプレッサーピンとして機能します。使用はオプションです。
• ピン10〜ピン16（出力ピン1〜出力ピン7）：ULN2003 ICの共通グランドです。さらに、それぞれが7つの入力ピンの出力ピンに対応します。入力ピンに高電圧（+5V）があるとき、出力ピンがグラウンドに接続されます。

ULN2003ピンアウト：ULN2003の特徴

ULN2003 ICの特徴と仕様は以下の通りです：

• 7組の高電流・高電圧ダーリントンペアを内蔵
• 各ペアの定格：500mA、50V。100V版も存在
• PIC、Arduino、デジタルゲートなどのロジックデバイスで直接制御可能

PICマイコン

• 誘導性負荷駆動用ピンと内蔵フライバック保護機能を搭載。主に入力をIC出力の反対側に配置して基板レイアウトを簡略化
• 7つの出力ピンをまとめて接続し、約3.5A（500mA × 7）の負荷を駆動可能
• 内蔵クランプダイオードによるバックEMF保護でULN2003 ICを保護
• +5V電源で入力ピンをトリガー可能
• 16ピンTSSOP、PDIP、SOIC、DIPパッケージで提供。出力はすべて5V CMOSデバイスとTTLロジックに対応

（TSSOPパッケージの例）

ULN2003応用回路例

以下の回路例は、ULN2003 ICの動作を示しています。

ULN2003ピンアウト：Arduino DCステッピングモータドライバ回路

最初の回路は、ArduinoをULN2003 ICを通じて使用し、DCステッピングモータを駆動する方法を示しています。

ULN2003ピンアウト：PICマイコン 5リレー駆動回路

2つ目の例は、ULN2003 ICを用いてPICマイコンが12Vリレー駆動回路を制御するものです。

ULN2003ピンアウト：パラレルポートを使用したステッピングモータドライバ

3つ目の回路は、3つの中で最も構築が簡単です。コンピュータのパラレルポートを使用してユニポーラステッピングモータを制御できます。

パラレルポートを使用したステッピングモータドライバ回路

したがって、このステッピングモータはPCBドリルミル、エレベータなどのガジェット構築など、他のエンジニアリングプロジェクトでも活用できます。

ULN2003ピンアウト：ULN2003の用途

ULN2003 ICには数え切れないほど幅広い用途があります。主なものを挙げると：

• ステッピングモータの駆動

（ステッピングモータ）

• Arduinoマイコンとのタッチセンサ
• デジタルロジック回路を用いた大電流負荷の駆動
• デジタルエレクトロニクスにおけるロジックバッファ
• リレーモジュール（最大7リレー）またはリレー回路の駆動
• 大電流LED電球の駆動

まとめ

まとめると、ULN2003 ICはリレードライバとして、リレーDCモータなど複数のリレーを動作させるのに適しています。その他、ハイパワーバッファやサーマルプリントヘッドの駆動などの機能もあります。

ULN2003 ICに関する記事は以上です。さらなるご質問やご不明点があれば、遠慮なくお問い合わせください。