用于傳遞模擬信號的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接收器為光敏三極管。當(dāng)有電流通過發(fā)光二極管時,便形成一個光源,該光源照射到光敏三極管表面上,使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流,該電流的大小與光照的強(qiáng)弱,亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過光信號來傳輸,因而兩部分之間在電氣上完全隔離,沒有電信號的反饋和干擾,故性能穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng)。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容。2pf左右)、耐壓高(2.5KV左右),故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外,因其輸入電阻小(約10Ω),對高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此,由光耦合器構(gòu)成的模擬信號隔離電路具有優(yōu)良的電氣性能。
事實(shí)上,光耦合器是一種由光電流控制的電流轉(zhuǎn)移器件,其輸出特性與普通雙極型晶體管的輸出特性相似,因而可以將其作為普通放大器直接構(gòu)成模擬放大電路,并且輸入與輸出間可實(shí)現(xiàn)電隔離。然而,這類放大電路的工作穩(wěn)定性較差,無實(shí)用價值。究其原因主要有兩點(diǎn):一是光耦合器的線性工作范圍較窄,且隨溫度變化而變化;二是光耦合器共發(fā)射極電流傳輸系數(shù)β和集電極反向飽和電流ICBO(即暗電流)受溫度變化的影響明顯。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,除應(yīng)選用線性范圍寬、線性度高的光耦合器來實(shí)現(xiàn)模擬信號隔離外,還必須在電路上采取有效措施,盡量消除溫度變化對放大電路工作狀態(tài)的影響。
從光耦合器的轉(zhuǎn)移特性與溫度的關(guān)系可以看出,若使光耦合器構(gòu)成的模擬隔離電路穩(wěn)定實(shí)用,則應(yīng)盡量消除暗電流(ICBO)的影響,以提高線性度,做到靜態(tài)工作點(diǎn)IFQ隨溫度的變化而自動調(diào)整,以使輸出信號保持對稱性,使輸入信號的動態(tài)范圍隨溫度變化而自動變化,以抵消β值隨溫度變化的影響,保證電路工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。
(1) 在邏輯電路上的應(yīng)用