光電耦合器和光電電晶體本質上的區別

什麼是電荷耦合器

二極體光隔離器採用led作為光源，矽光電二極體作為感測器。當光電二極體與外部電壓源反向偏置時，入射光會增加流過二極體的反向電流。二極體本身不產生能量，它調節來自外部源的能量流。這種工作模式稱為光導模式。或者，在沒有外部偏壓的情況下，二極體將光能轉換成電能，方法是將其端子充電到高達0。7V的電壓。充電率與入射光的強度成正比。能量透過外部高阻抗路徑排出電荷而獲得；電流傳輸比可達到0。2%。這種操作模式稱為光伏模式。

最快的光隔離器採用光導模式的PIN二極體。PIN二極體的響應時間在亞納秒範圍內；整個系統的速度受到LED輸出和偏置電路延遲的限制。為了減少這些延遲，快速數字光隔離器包含他們自己的LED驅動器和輸出放大器最佳化速度。這些裝置被稱為全邏輯光隔離器：它們的LED和感測器完全封裝在數字邏輯電路中。配備內部輸出放大器的Hewlett-Packard6N137/HPCL2601系列裝置於20世紀70年代末推出，並達到10MBd的資料傳輸速度。77/07系列光隔離器包含CMOSLED驅動器和CMOS緩衝放大器，需要兩個獨立的外部電源，每個5V。

光電二極體光隔離器可以用來連線模擬訊號，儘管它們的非線性總是會使訊號失真。一種特殊的模擬光隔離器使用兩個光電二極體和一個輸入端運算放大器來補償二極體的非線性。兩個相同的二極體中的一個被連線到放大器的反饋迴路中，這使得整個電流傳輸比保持在恆定水平，而不管第二個（輸出）二極體的非線性。

國產光耦合器替換廠家-先進光半導體

建議的配置由兩個不同的部分組成。其中一個傳輸訊號，另一個建立負反饋，以確保輸出訊號與輸入訊號具有相同的特性。這種提議的模擬隔離器在輸入電壓和頻率的廣泛範圍內是線性的。然而，使用這一原理的線性光耦合器已經存在多年，例如IL300系列。

圍繞MOSFET光耦開關構建的固態繼電器通常使用光電二極體光隔離器來驅動開關。MOSFET的柵極開啟所需的總電荷相對較小，穩態時的漏電流很低。光生伏打模式的光電二極體可以在相當短的時間內產生開啟電荷，但其輸出電壓比MOSFET的閾值電壓低很多倍。為了達到所需的閾值，固態繼電器包含多達30個串聯的光電二極體。

光電電晶體本質上比光電二極體慢。例如，最慢但仍很常見的4N35光電隔離器在100歐姆負載下的上升和下降時間為5μs，其頻寬被限制在10千赫茲左右-足以用於腦電圖或脈衝寬度電機控制。1983年原始樂器數字介面規範中推薦的PC-900或6N138之類的裝置，其數字資料傳輸速度可達到數十kBaud。光電電晶體必須適當地偏置和載入，以達到其最大速度，例如，4N28在最佳偏置下的最高工作頻率為50kHz，而在沒有偏置的情況下則低於4kHz。

使用電晶體光電隔離器進行設計需要寬裕的餘量，以使可在市售裝置中找到的引數有較大的波動。這種波動可能是破壞性的，例如，當DC-DC轉換器的反饋迴路中的光隔離器改變其傳遞函式並引起虛假振盪時，或當光隔離器意外延遲導致短路時透過H橋的一側。製造商的資料表通常只列出最壞情況的關鍵引數值。實際裝置以不可預測的方式超過了這些最壞情況的估計。使用場效應電晶體（FET）作為感測器的光電隔離器很少見，像vactrol一樣，只要FET輸出端兩端的電壓不超過幾百mV，就可以用作遙控模擬電位器。光電FET開啟時不會在輸出電路中注入開關電荷，這在取樣和保持電路中特別有用。