光隔离器输出样式有什么区别?

电器工程 光隔离器 光电晶体管 规格
2022-01-19 02:25:44

Digikey 列出了具有多种输出类型的光隔离器:

  • 达灵顿
  • 带底座的达灵顿
  • 光场效应管
  • 光伏
  • 光伏,线性化
  • 晶体管
  • 晶体管,带基极

这些之间有什么区别,在什么情况下我会使用一种或另一种?

1个回答
  • 光电晶体管
    这是最基本的变体。当有输入信号时,光电晶体管会像普通晶体管一样开启,即在其集电极和发射极之间建立低阻抗连接(达到一定的电流限制)。

    然而,晶体管光耦合器不会像普通晶体管那样放大信号。通常,输出电流与 LED 输入电流之比(CTR = 电流传输比)约为 100%,即根本没有放大。

    光电晶体管具有非常大的集电极-基极结(能够捕获大量光),这意味着集电极-基极电容很大,这使得光电晶体管光耦合器相对较慢,尤其是在从饱和状态关闭时。

    光电晶体管光电耦合器最便宜,因此除非需要其他类型,否则会使用它们。

  • 带基极的光电晶体管
    在带基极引脚的光耦合器上,可以通过一个大电阻(通常为 1 MΩ)将基极连接到发射极。这允许在晶体管需要关断时更快地去除基极中的电荷,即,关断发生得更快一些。(此外,开启会延迟一点。)

    可以将反馈注入管脚以加快开关速度,但这在实践中很难做到,因为较大的制造变化会导致 CTR 规格非常松散。

    不使用管脚时,它可能会拾取噪音(取决于环境)。

  • Darlington
    这本质上是一个带有大量额外放大的光电晶体管。典型的达林顿光耦合器的最低 CTR 为百分之几百。

    达林顿光耦合器可以在非常小的输入电流下工作,但它们也会放大噪声,并且具有两个饱和晶体管使得关断所需的时间甚至比使用单个晶体管更长。

  • 带底座的达林顿
    参见带底座的光电晶体管。

  • 光伏
    光伏光耦合器不会在其输出引脚之间切换电流,而只是使用许多光电二极管来产生电流。没有用于放大的晶体管,所以这个电流非常小。

    光伏光耦合器通常用于为 FET 的栅极充电。

  • Photo FET
    这是一款内置 FET 的光伏光电耦合器。两个 FET 可以在输出引脚之间切换交流电流。

  • Phototriac/SCR
    允许直接切换交流电流。通常允许比光电 FET 更少的电流,但更便宜。

    (切换大型交流负载的常用方法是使用小型光电双向可控硅开关切换大型双向可控硅。)

  • 线性化光耦合器
    由于制造偏差,光耦合器的 CTR 变化很大。

    线性化光耦合器没有更严格的规格,但它们有两个相似的光电二极管,可以产生两个相似的输出电流。其中之一可用于构建反馈电路以控制输入信号以获得所需的线性行为。

    然而,在实践中,最广泛使用的传输模拟信号的机制不是通过线性光耦合器,而是通过 PWM 信号。

  • 高速/数字光耦合器
    通常不需要光电晶体管的线性行为。数字光耦合器使用集成度更高的组件(例如,单独的光电二极管、非线性放大器和/或施密特触发器)以实现更快的切换。

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