引言---光耦合器(也稱作光隔離器)是半導體器件,容許電信號在電路或系統(tǒng)之間傳送,并保證電路或系統(tǒng)之間被電氣隔離。典型的雙列直插式(DIP)光耦合器包含三個基本單元：一個紅外(IR)發(fā)光二極管(LED)、一個輸出光電檢測器,以及對于相互連接至關重要耦合介質。---當正向電流(If)通過LED時,電子被轉換成光子。輻射能量通過光耦合介質發(fā)射并到達檢測器的表面,在此處光子又被轉換成電子。光電檢測器(在很多情況下稱為光電晶體管)的設計具有
引言
--- 光耦合器 (也稱作光
隔離器) 是半導體器件,容許電信號在電路或系統(tǒng)之間傳送,并保證電路或系統(tǒng)之間被電氣隔離。典型的雙列直插式 (
DIP)光耦合器包含三個基本單元：一個
紅外(
IR) 發(fā)光
二極管(
LED)、一個輸出
光電檢測器,以及對于相互連接至關重要耦合介質。
---當正向
電流(If) 通過LED時,
電子被轉換成光子。輻射能量通過光耦合介質發(fā)射并到達檢測器的表面,在此處光子又被轉換成電子。光電檢測器 (在很多情況下稱為光電晶體管) 的設計具有較大的基極區(qū)域,因此具有較大的基極-集電極結區(qū)域,及較小的發(fā)射極區(qū)域。如果基極和發(fā)射極接地,而正電壓接在光電晶體管集電極的兩端,則該器件可作為
光電二極管運作。這樣電流從集電極流向基極,在負載
電阻(RL) 上產(chǎn)生電壓降。結
電容(Ccb) 會產(chǎn)生與輸出電壓上升時間相對的輸出電路時間常數(shù) (RL*Ccb) 。輸出電流在這種配置下會很小,因此這種連接通常不使用。
---耦合介質可優(yōu)化從LED發(fā)射至光電檢測器的光線傳送。耦合介質必須對發(fā)射波長呈光學透明并且具有高折射指數(shù)。有時在透明的耦合介質上制作
反射涂層,用以優(yōu)化耦合效率。耦合介質和反射涂層必須仔細選擇,以限制在連接線和以GaAs或AlGaAs為基礎LED上產(chǎn)生的熱機械應力。
---最常見的電路應用是讓基極連接開路。這樣,總體集電極電流較光產(chǎn)生的電流大很多,并且比之前配置的電流高出數(shù)百倍。但也帶來了減慢工作速度的問題。這種連接的輸出時間常數(shù)為 (RL*Ccb)。光電晶體管的輸出電流與砷化鎵二極管的輸入電流之比被稱為電流傳輸比 (
CTR)。
---光耦合器的一種普通應用是
開關電源。在保持信號完整和安全性的情況下,提供從次級低壓邊到初級高壓邊的隔離反饋,以便進行控制。除提供高度電氣隔離外,光耦合管亦可提高差模與共模信號之比。
---DIP封裝 (見圖1) 廣泛應用于集成電路封裝,以及普通光耦合器封裝。光耦合器DIP封裝一般有4、6、8或16引腳等不同型號。
---P-DIP光耦合器封裝可進行一些改進。例如,光耦合器封裝需要昂貴和耗時的過鑄模工藝。在過鑄模工藝中,鑄�；旌铣淠z劑將光耦合器封裝的其他部分封裝起來。除了過鑄模工藝本身以外,還要使用鑄模材料清除工藝 (如樹脂切除和殘膠切除工藝) 來除去多余的鑄�；旌衔�,因而增加了光耦合器封裝的制造時間和制造成本。此外,還需要投入大量資金來制造不同外形因數(shù) (如4、6、8腳封裝)的鑄模。因此,如能取消過鑄模工藝,就可降低生產(chǎn)光耦合器封裝的相關時間和成本。此外,DIP光耦合器封裝不利于
PCB表面貼裝,引腳必須進行整形,以便適應常有微小裂紋危險出現(xiàn)的表面貼裝回流焊,并影響元件的可靠
