1、貼片式光電耦合器介紹及應用一網站二貼片式光電耦合器介紹及應用目前極大多數的光耦輸入部分采用砷化鎵紅外發光二極管，輸出部分采用硅光電二極管、硅光電三極管及光觸發可控硅。這是因為峰值波長900940nm的砷化鎵紅外發光二極管能與硅光電器件的響應峰值波長相吻合，可獲得較高的信號傳輸效率。光電耦合器(以下簡稱光耦)是一種發光器件和光敏器件組成的光電器件。它能實現電光電信號的變換，并且輸入信號與輸出信號是隔離的。1.光耦的結構光耦的內部結構(剖面)如圖1所示。光耦輸入部分大都是紅外發光二極管，輸出部分有不同的光敏器件，如圖2所示。圖1這里要說明的是，圖2(c)的輸入部分有兩個背對背的紅外發光二極管，它用

2、于交流輸入的場合；圖2(d)采用達林頓輸出結構，它可使輸出獲得較大的電流；圖2(e)、2(f)的輸出由光觸發雙向可控硅組成，它們主要用來驅動交流負載。圖2(e)與圖2(f)的差別是圖2(f)有過零觸發控制(圖中的 “ZC”即“過零”的意思)，而圖2(e)沒有過零觸發控制電路。 圖22.基本電路光耦的基本電路如圖3所示。圖3(a)的負載電阻RL接在發射極及地之間，圖3(b)的負載電阻RL接在電源Vdd與集電極之間。在圖3(a)中，輸入端加上Vcc電壓，經限流電阻Rin后，有一定的電流IF流經紅外發光二極管，IF與Vcc、發光二極管的正向壓降VF及Rin的關系為：IF=(Vcc-VF)/Rin。式

3、中的VF取1.3V。IF的最大值由資料給出(一般工作時IF10mA)。圖3發光二極管發光后，光電三極管導通，集電極電流Ic由Vdd經光電三極管流過RL到地，使輸出電壓Vout=IcRL(或Vout=Vdd-VCE，VCE為光電三極管的管壓降)。圖3(b)的工作原理與圖3(a)相同，不再重復。圖3中輸入、輸出也可用各自的地。從圖3(a)可以看出；輸入端不加Vcc電壓，輸出端Vout=0V，輸入端加了Vcc電壓，負載得電，這個功能相當于“繼電器”。如果在輸入端加幅值為5V的脈沖(如圖4所示)，輸出端Vdd=12V，RL=10k，則輸出的脈沖幅值接近12V，從這功一能來看，相當于“變壓器”；若輸入電

4、壓從0躍變到+5V，輸出則從0躍變到接近12V，它又可用作電平轉換。 圖43.特點及應用范圍光耦的主要特點：輸入與輸出之間絕緣(絕緣電壓可達數千伏)；信號傳輸為單方向，輸出信號不會對輸入信號有影響；能傳輸模擬信號也可傳輸數字信號；抗干擾能力強；體積小、壽命長；由于無觸頭，因此抗振性強。近年來由于生產工藝改進，SMT的發展，開發出性能更好、尺寸更小的貼片式光耦，它由DIP6管腳封裝改進成4管腳封裝，不僅改小尺寸，并且減小了干擾，如圖5所示，但有一些公司其管腳仍按6管腳排列，如圖2所示。頂面有圓圈者為第1管腳，如圖6所示。圖5 由于該類器件有上述特點，它主要應用于隔離電路、開關電路、邏輯電路、信號

5、長線傳輸、線性放大電路、隔離反饋電路、控制電路及電平轉換電路等。4.光耦主要參數本文介紹NEC公司及TOSHIBA公司生產的一些常用的貼片式光耦及其主要參數。主要參數如表1及表2所示。這里要說明一下電流傳輸比(CTR)這個參數的意義。CTR是CurrentTransferRatio的縮寫。它是在一定工作條件下(IF及VCE)，光耦的輸出電流Ic與輸入電流IF的比值，一般用百分比表示，其值低的從幾到幾十，高的從幾十到幾百，達林頓輸出型可達上千。CTR大，則在同樣的IF 下，輸出電流Ic大，驅動負載的能力也強(或者說IF較小可獲得大的Ic)。這里順便指出，當用光電耦合器作交流信號傳輸時，必須考慮它的頻率特性。采用GaAs發光二極管及硅光電三極管的光耦，其最高工作頻率約為500kHz；其響應時間小于10s。在使用時要注意的紅外發光二極管的反壓VR一般是很低的，有的VR僅3V。因此在使用時輸入端不能接反，防止紅外發光二極管因反壓過高而擊穿(可在1腳、3腳接一個反向二極管來保護，如圖4所示)。5.光耦的簡易測量方法光電三極管輸出的光耦是應用最廣泛的，若頂面印刷字跡或圓點看不清楚，可采用指針式三用表來測量，確認哪個管腳是1腳，并且也可簡易測出光耦的好壞。由于它是一個二極管及一個三極管c、e極組成的，所以用R1k擋來測量是十分方便的。只要測出一