本帖最后由 sinasun 于 2023-2-23 20:48 编辑
光耦是将发光二极管和光电探测器都集成在一个封装的器件中。和其他光学器件不同的是，光不会发射到封装外，虽然光耦是一种光学器件，但是它不处理光信号，而是处理电信号。光耦以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大提高计算机工作的可靠性。 在光耦内部封装了一个LED灯和一个光电二极管，当给LED通上电流后，LED发出的光就能让三极管导通。由于次级使用的是光电三极管，提供的光照越强，流过三极管的电流就越大。 从原理结构图可以看出，最右边是N型衬底，通过扩散工艺形成P区，再在P区扩散磷形成重渗杂的N区，这一部分和一般的三极管制造工艺产不多。随后在重渗杂的N区涂上氧化硅作为保护层。然后再工艺开窗，形成一个集电极，形成一个感光区。中间的P区作为基区，N型衬底是发射区，面积最大。一般基区是不引出引线的，当感光区有光照入，就会形成光电流，这是由于基极-集电极吸收光，产生光生载流子，在集电极偏置电场作用下，电子向集电极运动，空穴向基极运动，从而形成光生电流Ip，集电极正偏，发射极反偏，光生电流放大，产生集电极电流，CE之间导通。 从光电三极管特性可知，需要偏置电压的作用，才会产生光生电流。所以在没有偏置电压的情况下，无论光照强度有多强，集电极电流都为零。光电三极管和光电二极管相比，增加了两个结电容，所以光电三极管的时间响应比光电二极管差，因此光耦在高频信号传输的应用是没有优势，时间延迟制约了。 了解了光电三极管的原理，对于光耦的应用也就上手的快。在光耦器件选型的时候，会对电流传输比CTR这个参数重点关注，CTR是光照强度转化为电流参数的一个表征。这个CTR决定了光电三极管的导通强度。当一个光耦的CTR越高，表明光照强度越弱，导通能力越强。以PC817A为例，当原边发光二极管流过电流IF=5mA，其CTR在80%到160%,典型值一般是120%，这表示当原边IF=5mA，次级三极管流过的电路IC=IF*120%=6mA. 但是不是所有原边IF都有5mA的电流，如果原边IF很小，那么CTR也会变得很小，此时就要关注CTR曲线。对于右图使用PC817的电路，光电三极管不一定能导通的。 光电三极管如果导通，需要IC=(12V-Vce_sat)/R2=119uA 此时原边电流IF=(5V-VF)/R1=200uA, 根据CTR曲线，当IF=200uA的时候，CTR=50左右， 按照CTR定义，此时计算得到的IC_actual=100uA＜119uA 那么此时，次级光电三极管肯定是不能工作在饱和区，Vce=1V左右，工作在方法区。 通过仿真可以得到和理论计算一样的结果，Vce=1.25V，没有达到理想设计的饱和区。 所以实际设计电路的时候，要根据datasheet的参数，选择对应的阻容参数，才能设计出理想的电路图。
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楼主
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讲的很详细哦。