L293D
你觉得你的STM32 或者ESP32的GPIO驱动能力太弱了吗？ 只能点个灯！ 连电机都驱动不了？那你需要这款芯片！L293D! 直接让你的GPIO 变大变强，驱动能力提升60倍！
如何使用？ 本文和使用配套说明，下面是L293D的数据手册逐句翻译，让你接收最完全的芯片信息。
L293D 是一款四通道半桥驱动器芯片，每个通道都可以提供高达 600mA 的连续驱动电流 ，峰值脉冲电流可达 1.2A。这意味着每个输出引脚都能够独立地驱动负载，并且在满足芯片散热等条件下，每个引脚都可以输出高达 600mA 的电流（大概是把GPIO输出能力提升60倍）。
下面是L293D的数据手册的逐句对照翻译：
Description
PUSH-PULL FOUR CHANNEL DRIVER WITH DIODES
带二极管的推挽式 四通道驱动器
- 600mA OUTPUT CURRENT CAPABILITY PER CHANNEL
每通道输出电流能力：600mA- 1.2A PEAK OUTPUT CURRENT (non repetitive) PER CHANNEL
每通道峰值输出电流（非重复）：1.2A- ENABLE FACILITY
使能功能- OVERTEMPERATURE PROTECTION
过温保护- LOGICAL "0" INPUT VOLTAGE UP TO 1.5 V(HIGH NOISE IMMUNITY)
逻辑 "0" 输入电压最高 1.5V（高抗噪声能力）- INTERNAL CLAMP DIODES
内部钳位二极管
DESCRIPTION描述
The Device is a monolithic integrated high voltage, high current four channel driver designed to accept standard DTL or TTL logic levels and drive inductive loads (such as relays solenoides, DC and stepping motors) and switching power transistors.
本器件是一款单片 集成的 高压大电流四通道驱动器，设计用于接收标准的 DTL 或 TTL 逻辑电平，驱动感性负载 （如继电器、 solenoides、直流电机和步进电机）以及开关功率晶体管 。（monolithic / 整体的，巨石的，庞大的， 单片电路）
To simplify use as two bridges each pair of channels is equipped with an enable input.
为便于用作两个桥路，每对通道均配备一个使能输入。
A separate supply input is provided for the logic, allowing operation at a lower voltage and internal clamp diodes are included.
逻辑部分设有独立的电源输入 ，可在较低电压下工作 ，且内置钳位二极管。
This device is suitable for use in switching applications at frequencies up to 5 kHz
该器件适用于频率高达 5kHz 的开关应用场景。
Package
The L293D is assembled in a 16 lead plastic package which has 4 center pins connected to gether and used for heatsinking
L293D 采用 16 引脚塑料封装 ，其 4 个中心引脚相互连接，用于散热。
The L293DD is assembled in a 20 lead surface mount which has 8 center pins connected to gether and used for heatsinking.
L293DD 采用 20 引脚表面贴装封装，其 8 个中心引脚相互连接，用于散热。
Connect
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 各个引脚的最大值
ABSOLUTE: 完全的，纯粹的，绝对的
| Symbol 符号 | Parameter 参数 | Value 值 | Unit 单位 |
|---|---|---|---|
| VS | Supply Voltage 电极电源引脚 | 36 | V |
| VSS | Logic Supply Voltage 逻辑电路供电 | 36 | V |
| Vi | Input Voltage 控制引脚最大输入电压 | 7 | V |
| Ven | Enable Voltage 使能引脚最大电压 | 7 | V |
| Io | Peak Output Current (100 µs non repetitive) 最大尖峰输出电流（持续100us） | 1.2 | A |
| Ptot | Total Power Dissipation at Tpins = 90 °C 在90度的总耗散功率 | 4 | W |
| Tstg | Tj Storage and Junction Temperature | -- 40 to 150 | °C |
-
VS 引脚（Pin8）为电机驱动电源输入引脚，也称为 VCC2，通常连接 4.5V-36V 的电源，用于为芯片内部的 H 桥电路供电，以驱动电机运转。
-
VSS 引脚（Pin16）为逻辑电源输入引脚，也称为 VCC1，一般接 5V 电源，用于为芯片的内部逻辑电路供电。
电压特性和范围
| Symbol | Parameter | Test Conditions | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VS | Supply Voltage(pin 10) | VSS | 36 | V | ||
| VSS | Logic Supply Voltage (pin 20) 逻辑电路供电电压 | 4.5 | 36 | V | ||
| VIL | Input Low Voltage (pin 2, 9, 12, 19) 控制针脚的逻辑0范围 | -- 0.3 | 1.5 | V | ||
| VIH | Input High Voltage (pin 2, 9, 12, 19) 控制针脚的逻辑1 范围 | VSS ≤ 7 V VSS > 7 V | 2.3 2.3 | VSS 7 | V | |
| VenL | Enable Low Voltage (pin 1, 11) 使能针脚的逻辑0范围 | -- 0.3 | 1.5 | V | ||
| Ven H | Enable High Voltage (pin 1, 11) 使能针脚的逻辑1 范围 | VSS ≤ 7 V VSS > 7 V | 2.3 2.3 | VSS 7 | V | |
| VCE(sat)H | Source Output Saturation Voltage (pins 3, 8, 13, 18) 饱和压降 | IO = -- 0.6 A | 1.4 | 1.8 | V | |
| VCE(sat)L | Sink Output Saturation Voltage (pins 3, 8, 13, 18) | IO = + 0.6 A | 1.2 | 1.8 | V |
-
VCE：是晶体管 "集电极 - 发射极电压"（Collector - Emitter Voltage）的通用缩写，反映晶体管导通时两端的电压差。
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(sat) ：是 "saturation"（饱和）的缩写，表示晶体管工作在饱和区（导通状态，内阻最低、电流最大的区域 ）。
-
H / L
：对应 "Source（拉电流）" 和 "Sink（灌电流）" 两种输出模式：
- VCE(sat)H：H 可理解为 "High - side" 或对应 "Source"（拉电流，向外输出电流）场景下的饱和压降。
- VCE(sat)L：L 可理解为 "Low - side" 或对应 "Sink"（灌电流，吸收外部电流）场景下的饱和压降。
工作时间特性
总的来说，L293D可以在1ms 内完成开关操作，1KHZ的工作效率是没有问题的。对于大部分电机驱动没啥问题。
| Symbol | Parameter | Test Conditions | Min. | Typ. | Max. | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| tr | Rise Time (*) | 0.1 to 0.9 VO | 250 | ns | ||
| tf | Fall Time (*) | 0.9 to 0.1 VO | 250 | ns | ||
| ton | Turn-on Delay (*) | 0.5 Vi to 0.5 VO | 750 | ns | ||
| toff | Turn-off Delay (*) | 0.5 Vi to 0.5 VO | 200 | ns |
Device Functional Modes
- 指出，这里的OUTPUT由于上面提到的饱和管压降，距离VCC有一段距离（数据手册来看，大概是1.5V ）
补充
1，为啥输出的电压有压降？
从BJT工作原理来看，工作于饱和区的BJT，必然会有VCE（>0）的电压差。这个压差是不能避免的。（参见从IC-UCE图和E= UCE + IC*R （外部电路和负载情况）的交点情况）
2,饱和压降是越小越好吗？
是的，饱和压降越小越好，原因如下：
- 减少功率损耗：根据功率公式 (P = UI) ，在输出电流 (I_O) 一定的情况下，晶体管的饱和压降 (V_{CE(sat)}) 越小，晶体管自身消耗的功率就越小。以 L293D 为例，其每通道能输出 600mA 的电流，如果饱和压降大，芯片自身发热严重，不仅降低了效率，还可能需要额外的散热措施，增加成本和设计复杂性 。(L293D 的设计耗散功率从数据手册上得知，是4W，而压降是1.5V左右，那4路输出最大的总和电流大概在2.7A，不过一路的推荐输出电流是600mA ，也达不到了说是)
- 提高负载可用电压：在电路中，电源电压是有限的，比如用 L293D 驱动电机，电源电压一部分降落在晶体管上，一部分降落在负载（电机）上。饱和压降 (V_{CE(sat)}) 越小，负载两端能获得的电压就越大，进而能让负载获得更大的功率，使电机等负载能更好地工作 。
3，为什么需要 L293D 中的三极管工作在饱和区，而不是放大区？
- 输出特性符合驱动需求 ：
- 从IC-UCE图和E= UCE + IC*R （外部电路和负载情况）-> IC= (E - UCE)/R 结合来看，如果工作在放大区，那R的变化，并不能引起IC的变化 如果工作在放大区，那R的变化，特别是R减小的时候，直线斜率变大，能获得更大的电流 这有利于我们驱动电机，并且这个时候的UCE饱和也相较于放大区更小。
- 降低自身功耗 ：
- 放大区，三极管的集电极 - 发射极电压 (U_{CE}) 相对较大，根据 (P = U_{CE}I_C) ，此时晶体管自身消耗的功率较大，发热严重，效率低。而在饱和区，饱和压降 (V_{CE(sat)}) 较小，自身功耗低，能提高整个电路的效率 。
- 实现快速开关 ：
- L293D 用于驱动负载，经常需要快速地导通和截止。在饱和区，三极管可以快速地从截止状态转变为导通状态，或者从导通状态转变为截止状态，满足开关应用的需求。而在放大区，三极管的状态转换相对较慢，无法满足快速开关的要求 。