Arduino UNO の出力電流の限界まで測ってみた

トラ技3月号の記事の追試をしてみました。
最大定格なんて生ぬるい。壊れるまで限界に挑戦です。（笑

とは言っても、瞬間しか電流は流しません。
LチカのH出力を1msにして、1/1000のデューティで測定します。
ソース特性の測定回路はこれです。


負荷抵抗は500ΩのVRです。VRを燃やさないためにも1msです。
出力電流は直列につないだ1Ωの電圧を測定します。
電圧の値がそのまま電流値になります。
パルスなので、オシロスコープを使って測定します。

結果はこれです。

ソース出力は70mAくらいまで流れました。かなり流せますね。
70mAを超えるとパルスが出てこなくなりましたが、
負荷を軽くすると出てきましたので、UNOは壊れませんでした。

こんどはシンク側の測定です。
測定回路はソースの真逆です。


シンク特性の結果はこれです。

シンク側は80mAを超えました。

これらのグラフは、電流をたくさん流すと直線から、外れていっていますが、
1/1000のデューティのパルスですから、発熱の影響ではないことは明らかです。

これは、出力のFETの特性なのですが、UNOの出力トランジスタは高出力なので
これだけ大電流を流しても定電流特性まで到達していません。
シンク側の80mAを超えたあたりにその傾向が垣間見れます。

では、もう少し非力なデバイスで特性を取ってみましょう。
用意したのは74HCU04です。定格出力は4mA程度です。
この定格はロジックレベルを維持できる出力電流のことです。

では、結果を見てみましょう。


40mA程度まではほぼ対称ですが、意外なことにそれを超えると
シンク側の方が定電流特性に突入しています。


では、もっと非力なデバイスではどうでしょう。
用意したのは4000シリーズの4069です。
定格では1mA弱しか電流が取れません。

結果はこれです。


よく見て下さい。横軸が1/10のスケールになっています。

3mA程度までは対称になっていますね。
でも、HCに比べて1/10程度だったとは知りませんでした。