Получается верхнее плечо выдает не более 100мкА, это и вызывает падение напряжения на выходе, при подключении ULN. Придется переделывать схемотехнику.
идея состоит в том что если бы верхнее плечо открывалось бы полностью то вход uln был подтянут к 5V питанию. Если я поставлю внешний резистор, в качестве подтяжки, то уже получится делитель напряжения подтяжка + вход ULN и я не получу 5V.
Я думаю что PCF8574 больше подходит чтоб драйвить светодиоды, где достаточно нижнего плеча, который в открытом состоянии подтягивает нагрузку к земле или читать состояние входов.
Насколько я понял из даташита для открытия транзистора ULN ток должен быть не менее 1мА. Я думаю что нашел ответ на свой вопрос. Спасибо.