现在极大大都的光耦输入部分选用砷化镓红外发光二极管,输出部分选用硅光电二极管、硅光电三极管及光触发可控硅。这是由于峰值波长900~940nm的砷化镓红外发光二极管能与硅光电器材的呼应峰值波长相吻合,可取得较高的信号传输功率。
光电耦合器(以下简称光耦)是一种发光器材和光敏器材组成的光电器材。它能完成电—光—电信号的改换,而且输入信号与输出信号是阻隔的。
光耦的结构
光耦的内部结构(剖面)如图1所示。光耦输入部分大都是红外发光二极管,输出部分有不同的光敏器材,如图2所示。
这儿要阐明的是,图2(c)的输入部分有两个背对背的红外发光二极管,它用于沟通输入的场合;图2(d)选用达林顿输出结构,它可使输出取得较大的电流;图2(e)、2(f)的输出由光触发双向可控硅组成,它们首要用来驱动沟通负载。图2(e)与图2(f)的差别是图2(f)有过零触发操控(图中的“ZC”即“过零”的意思),而图2(e)没有过零触发操控电路。
根本电路
光耦的根本电路如图3所示。图3(a)的负载电阻RL接在发射极及地之间,图3(b)的负载电阻RL接在电源Vdd与集电极之间。
在图3(a)中,输入端加上Vcc电压,经限流电阻Rin后,有必定的电流IF流经红外发光二极管,IF与Vcc、发光二极管的正向压降VF及Rin的关系为:IF=(Vcc-VF)/Rin。式中的VF取1.3V。IF的最大值由材料给出(一般作业时IF≤10mA)。
发光二极管发光后,光电三极管导通,集电极电流Ic由Vdd经光电三极管流过RL到地,使输出电压Vout=Ic&TImes;RL(或Vout=Vdd-VCE,VCE为光电三极管的管压降)。
图3(b)的作业原理与图3(a)相同,不再重复。图3中输入、输出也可用各自的地。
从图3(a)能够看出;输入端不加Vcc电压,输出端Vout=0V,输入端加了Vcc电压,负载得电,这个功用相当于“继电器”。如果在输入端加幅值为5V的脉冲(如图4所示),输出端Vdd=12V,RL=10kΩ,则输出的脉冲幅值挨近12V,从这功一能来看,相当于“变压器”;若输入电压从0跃变到+5V,输出则从0跃变到挨近12V,它又可用作电平转化。