



产品描述
由于光耦种类繁多,结构特,优点**,因而其应用十分广泛,主要应用以下场合:
⑴在逻辑电路上的应用
⑵作为固体开关应用
⑶在触发电路上的应用
⑷在脉冲放大电路中的应用
光电耦合器应用于数字电路,可以将脉冲信号进行放大。
⑸在线性电路上的应用
⑹特殊场合的应用
发展现状:
日本光电耦合器的市场虽不太大,但却以40%的年增长率增大,其主要原因是每一个程序控制器里都要用到20~30个甚至多的光电耦合器。光电耦合器已显示出一种大容量和高速度方向发展的明显趋势。美、日两国生产的光电耦合器以红外发光二管和光敏器件管组成的器件为主,该类器件大约占整个美、日两国生产的全部光电耦合器的60%左右。因为这种类型的器件不仅电流传输(一般为7~30%),而且响应速度比较快(2~5μs),因而能够满足大多数应用场合要求。日本横河电机公司用GaAsP红外发光二管作输入端,PIN光电二管作接收端制成的三种高速光电耦合器的绝缘电压都在3000伏以上,其中5082—43610型高速数字光电耦合器和5082—4361型高共模抑制型光电耦合器的响应速度均可达到10Mb/s,它们的电流传输达60%以上。美国莫托罗拉公司生产的4N25、4N26、4N27型光电耦合器属于三管输出型光电耦合器[2],这种光电耦合器具有很高的输入、输出绝缘性能,其频率响应可达300kHz,而开关时间只有几微秒。
在日本电气公司(NEC)生产的高速光电耦合器中,PS2101型光电耦合器是一种通用的四脚扁平组件,它采用砷铝镓红外发光二管和硅光电晶体管组合而成,并将其封装4×4.4×2立方毫米的体积之内,其响应速度为10μs。而PS2041和PS2042型光电耦合器则是将砷铝镓发光二管和光电晶体管集成在同一衬底上的六脚封装组件,它们的大小为7.08×7.6×3.5立方毫米,响应时间为0.3μs。
中国国内有关单位投入大量人力物力也研究和开发了各种光电耦合器件。如上海半导体器件八厂、上海无线电十七厂等。而重庆光电技术研究所为了适应市场需要研制出了一种由高速响应发光器件和逻辑输出型光接收放大器组成的厚膜集成双路高速高增益电耦合器。这种光电耦合器的输入端由两只GaAIAs侧面发光管组成,其输出端由两只Si—PIN光电探测器以及两个高速高增益线性放大电路组成。除此之外,重庆光电技术研究所还研制出了高速高压光电耦合器、GG2150I型射频信号光电耦合器、GG2060I型高压脉冲测量光电耦合器、GH1204U型高压光传输光电耦合器以及GH1201Y型和GOHQ-I型光电耦合器等。
技术参数:
一、输入特性
光耦合器的输入特性实际也就是其内部发光二管的特性。常见的参数有:
1. 正向工作电压Vf(Forward Voltage)
Vf是指在给定的工作电流下,LED本身的压降。常见的小功率LED通常以If=20mA来测试正向工作电压,当然不同的LED,测试条件和测试结果也会不一样。
2. 反向电压Vr(Reverse Voltage )
是指LED所能承受的大反向电压,过此反向电压,可能会损坏LED。在使用交流脉冲驱动LED时,要特别注意不要过反向电压。
3. 反向电流Ir(Reverse Current)
通常指在大反向电压情况下,流过LED的反向电流。
4. 允许功耗Pd(Maximum Power Dissipation)
LED所能承受的大功耗值。过此功耗,可能会损坏LED。
5. 中心波长λp(Peak Wave Length)
是指LED所发出光的中心波长值。波长直接决定光的颜色,对于双色或多色LED,会有几个不同的中心波长值。
6. 正向工作电流If(Forward Current)
If是指LED正常发光时所流过的正向电流值。不同的LED,其允许流过的大电流也会不一样。
7. 正向脉冲工作电流Ifp(Peak Forward Current)
Ifp是指流过LED的正向脉冲电流值。为**寿命,通常会采用脉冲形式来驱动LED,通常LED规格书中给中的Ifp是以0.1ms脉冲宽度,占空比为1/10的脉冲电流来计算的。
二、输出特性
光耦合器的输出特性实际也就是其内部光敏三管的特性,与普通的三管类似。常见的参数有:
1. 集电电流Ic(Collector Current)
光敏三管集电所流过的电流,通常表示其大值。
2. 集电-发射电压Vceo(C-E Voltage)
集电-发射所能承受的电压。
3. 发射-集电电压Veco(E-C Voltage)
发射-集电所能承受的电压
4. 反向截止电流Iceo
5. C-E饱和电压Vce(sat)(C-E Saturation Voltage)
四、传输特性:
1.电流传输比CTR(Current Transfer Radio)
2.上升时间Tr (Rise Time)& 下降时间Tf(Fall Time)
其它参数诸如工作温度、耗散功率等不再一一敷述。
三、隔离特性
1.入出间隔离电压Vio(Isolation Voltage)
光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值。
2.入出间隔离电容Cio(Isolation Capacitance):
光耦合器件输入端和输出端之间的电容值
3.入出间隔离电阻Rio:(Isolation Resistance)
半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
光耦合器的技术参数主要有发光二管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电-发射反向击穿电压V(BR)CEO、集电-发射饱和压降VCE(sat)。此外,在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。
电流传输比是光耦合器的重要参数,通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时,它等于直流输出电流IC与直流输入电流IF的百分比。
使用光电耦合器主要是为了提供输入电路和输出电路间的隔离,在设计电路时,必须遵循下列原则:所选用的光电耦合器件必须符合国内和**的有关隔离击穿电压的标准;由英国埃索柯姆(Isocom)公司、美国FAIRCHILD生产的4N××系列(如4N25、4N26、4N35)光耦合器,在国内应用地十分普遍。可以用于单片机的输出隔离;所选用的光耦器件必须具有较高的耦合系数。
以下为光电耦合器的常用参数:
反向电流IR:在被测管两端加规定反向工作电压VR时,二管中流过的电流。
反向击穿电压VBR:被测管通过的反向电流IR为规定值时,在两间所产生的电压降。
正向压降VF:二管通过的正向电流为规定值时,正负之间所产生的电压降。
正向电流IF:在被测管两端加一定的正向电压时二管中流过的电流。结电容CJ:在规定偏压下,被测管两端的电容值。
反向击穿电压V(BR)CEO:发光二管开路,集电电流IC为规定值,集电与发射集间的电压降。
输出饱和压降VCE(sat):发光二管工作电流IF和集电电流IC为规定值时,并保持IC/IF≤CTRmin时(CTRmin在被测管技术条件中规定)集电与发射之间的电压降。
反向截止电流ICEO:发光二管开路,集电至发射间的电压为规定值时,流过集电的电流为反向截止电流。
电流传输比CTR:输出管的工作电压为规定值时,输出电流和发光二管正向电流之比为电流传输比CTR。
脉冲上升时间tr,下降时间tf:光耦合器在规定工作条件下,发光二管输入规定电流IFP的脉冲波,输出端管则输出相应的脉冲波,从输出脉冲幅度的10%到90%,所需时间为脉冲上升时间tr。从输出脉冲后沿幅度的90%到10%,所需时间为脉冲下降时间tf。
传输延迟时间tPHL,tPLH:从输入脉冲幅度的50%到输出脉冲电平下降到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPHL。从输入脉冲后沿幅度的50%到输出脉冲电平上升到1.5V时所需时间为传输延迟时间tPLH。
入出间隔离电容CIO:光耦合器件输入端和输出端之间的电容值。
入出间隔离电阻RIO:半导体光耦合器输入端和输出端之间的绝缘电阻值。
入出间隔离电压VIO:光耦合器输入端和输出端之间绝缘耐压值.
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