基本原理:
光電耦合器主要由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。 光的發(fā)射部分主要由發(fā)光器件構(gòu)成,發(fā)光器件一般都是發(fā)光二極管,發(fā)光二極管加上正向電壓時(shí),能將電能轉(zhuǎn)化為光能而發(fā)光,發(fā)光二極管可以用直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng),但發(fā)光二極管在使用時(shí)必須加正向電壓。光的接收部分主要由光敏器件構(gòu)成,光敏器件一般都是光敏晶體管, 光敏晶體管是利用 PN 結(jié)在施加反向電壓時(shí),在光線照射下反向電阻由大變小的原理來(lái)工作的。
工作特性:
1、共模抑制比很高
在光電耦合器內(nèi)部,由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很小(2pF以內(nèi))所以共模輸入電壓通過(guò)極間耦合電容對(duì)輸出電流的影響很小,因而共模抑制比很高。
2、輸出特性
光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流IF下,光敏管所加偏置電壓VCE與輸出電流IC之間的關(guān)系,當(dāng)IF=0時(shí),發(fā)光二極管不發(fā)光,此時(shí)的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流,一般很小。當(dāng)IF>0時(shí),在一定的IF作用下,所對(duì)應(yīng)的IC基本上與VCE無(wú)關(guān)。IC與IF之間的變化成線性關(guān)系,用半導(dǎo)體管特性圖示儀測(cè)出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。
3、隔離特性
1.隔離電壓Vio(Isolation Voltage)
光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。
2.隔離電容Cio(Isolation Capacitance):
光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值
3.隔離電阻Rio:(Isolation Resistance)
半導(dǎo)體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。
4、傳輸特性:
1.電流傳輸比CTR(Current Transfer Radio)
輸出管的工作電壓為規(guī)定值時(shí),輸出電流和發(fā)光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。
2.上升時(shí)間Tr (Rise Time)& 下降時(shí)間Tf(Fall Time)
光電耦合器在規(guī)定工作條件下,發(fā)光二極管輸入規(guī)定電流IFP的脈沖波,輸出端管則輸出相應(yīng)的脈沖波,從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%,所需時(shí)間為脈沖上升時(shí)間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%,所需時(shí)間為脈沖下降時(shí)間tf。
其它參數(shù)諸如工作溫度、耗散功率等不再一一復(fù)述。
5、光電耦合器可作為線性耦合器使用。
在發(fā)光二極管上提供一個(gè)偏置電流,再把信號(hào)電壓通過(guò)電阻耦合到發(fā)光二極管上,這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號(hào),其輸出電流將隨輸入的信號(hào)電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài),傳輸脈沖信號(hào)。在傳輸脈沖信號(hào)時(shí),輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在一定的延遲時(shí)間,不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時(shí)間相差很大。
審核編輯:湯梓紅
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