ULN2003A 器件的每个通道均由采用达林顿连接的 NPN 晶体管组成。这种连接所产生的效果是单个晶体管具有了非常高的电流增益 (β2)。在某些电流下，该值可高达 10000A/A。极高的 β 允许以极低的输入电流驱动大输出电流，本质上等同于以低 GPIO 电压工作。

GPIO 电压通过连接在前置驱动器达林顿 NPN 输入和基极之间的 2.7kΩ 电阻转换为基极电流。连接在各个 NPN 的基极和发射极之间的 7.2kΩ 和 3kΩ 电阻用作下拉电阻，并抑制可能在输入端发生的电流泄漏。

连接在输出端和 COM 引脚之间的二极管用于抑制来自感性负载的反冲电压，当 NPN 驱动器关闭（停止灌电流）时会激发该反冲电压，并且线圈中存储的能量导致反向电流通过反冲二极管流入线圈电源。

在正常操作中，基极和发射极引脚到集电极上的二极管将反向偏置。如果这些二极管为正向偏置，则内部寄生 NPN 晶体管将从其他（附近）器件引脚吸收（几乎相等的）电流。