?????? 光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發光器（紅外線發光二極管LED）與受光器（光敏半導體管）封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接受光線之后就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了“電—光—電”轉換。普通光耦合器只能傳輸數字（開關）信號，不適合傳輸模擬信號。近年來問世的線性光耦合器能夠傳輸連續變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應用領域大為拓寬。

1 光耦合器的類型及性能特點
1.1 光耦合器的類型
?光耦合器有雙列直插式、管式、光導纖維式等多種封裝形式，其種類達數十種。光耦合器的分類及內部電路如圖1所示。圖中是8種典型產品的型號：(a)通用型(無基極引線)；(b)通用型(有基極引線)；(c)達林頓型；(d)高速型；(e)光集成電路；(f)光纖型；(g)光敏晶閘管型；(h)光敏場效應管型。

1.2 光耦合器的性能特點
?光耦合器的主要優點是單向傳輸信號，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，抗干擾能力強，使用壽命長，傳輸效率高。它廣泛用于電平轉換、信號隔離、級間隔離 、開關電路、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。在單片開關電源中，利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路，通過調節控制端電流來改變占空比，達到精密穩壓目的。

1.3 光耦合器的技術參數

????? 主要有發光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極-發射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極-發射極飽和壓降VCE(sat)。此外，在傳輸數字信號時還需考慮上升時間、下降時間、延遲時間和存儲時間等參數。

????? 常用參數：
正向壓降VF：二極管通過的正向電流為規定值時，正負極之間所產生的電壓降。
正向電流IF：在被測管兩端加一定的正向電壓時二極管中流過的電流。
反向電流IR：在被測管兩端加規定反向工作電壓VR時，二極管中流過的電流。
反向擊穿電壓VBR：：被測管通過的反向電流IR為規定值時，在兩極間所產生的電壓降。
結電容CJ：在規定偏壓下，被測管兩端的電容值。
反向擊穿電壓V(BR)CEO：發光二極管開路，集電極電流IC為規定值，集電極與發射集間的電壓降。
輸出飽和壓降VCE(sat)：發光二極管工作電流IF和集電極電流IC為規定值時，并保持IC/IF≤CTRmin時（CTRmin在被測管技術條件中規定）集電極與發射極之間的電壓降。
反向截止電流ICEO：發光二極管開路，集電極至發射極間的電壓為規定值時，流過集電極的電流為反向截止電流。
電流傳輸比CTR：輸出管的工作電壓為規定值時，輸出電流和發光二極管正向電流之比為電流傳輸比CTR。
脈沖上升時間tr、下降時間tf：光耦合器在規定工作條件下，發光二極管輸入規定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應的脈沖波，從輸出脈沖前沿幅度的10%到90%，所需時間為脈沖上升時間tr。從輸出脈沖后沿幅度的90%到10%，所需時間為脈沖下降時間tf。
傳輸延遲時間tPHL、tPLH：光耦合器在規定工作條件下，發光二極管輸入規定電流IFP的脈沖波，輸出端管則輸出相應的脈沖波，從輸入脈沖前沿幅度的50%到輸出脈沖電平下降到1.5V時所需時間為傳輸延遲時間tPHL。從輸入脈沖后沿幅度的50%到輸出脈沖電平上升到1.5V時所需時間為傳輸延遲時間tPLH。
入出間隔離電容CIO：光耦合器件輸入端和輸出端之間的電容值。
入出間隔離電阻RIO：半導體光耦合器輸入端和輸出端之間的絕緣電阻值。
入出間隔離電壓VIO：光耦合器輸入端和輸出端之間絕緣耐壓值。?
????? 電流傳輸比是光耦合器的重要參數，通常用直流電流傳輸比來表示。當輸出電壓保持恒定時，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。

????? 采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20%～300%（如4N35），而PC817則為80%～160%，達林頓型光耦合器（如4N30）可達100%～5000%。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。因此，CTR參數與晶體管的hFE有某種相似之處。線性光耦合器與普通光耦合器典型的CTR-IF特性曲線，分別如圖2中的虛線和實線所示。

???? 普通光耦合器的CTR-IF特性曲線呈非線性，在IF較小時的非線性失真尤為嚴重，因此它不適合傳輸模擬信號。線性光耦合器的CTR-IF特性曲線具有良好的線性度，特別是在傳輸小信號時，其交流電流傳輸比(ΔCTR＝ΔIC/ΔIF)很接近于直流電流傳輸比CTR值。因此，它適合傳輸模擬電壓或電流信號，能使輸出與輸入之間呈線性關系。這是其重要特性。
2 線性光耦合器的產品分類及選取原則
2.1 線性光耦合器的產品分類
? 線性光耦合器的典型產品及主要參數見表1，這些光耦均以光敏三極管作為接收管。

2.2 線性光耦合器的選取原則
?在設計光耦反饋式開關電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數，選取原則如下：
?①光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。這是因為當CTR＜50%時，光耦中的LED就需要較大的工作電流(IF＞5.0mA)，才能正?？刂茊纹_關電源IC的占空比，這會增大光耦的功耗。若CTR＞200%，在啟動電路或者當負載發生突變時，有可能將單片開關電源誤觸發，影響正常輸出。
?②推薦采用線性光耦合器，其特點是CTR值能夠在一定范圍內做線性調整。
?③由英國埃索柯姆(Isocom)公司、美國摩托羅拉公司生產的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器，目前在國內應用地十分普遍。鑒于此類光耦合器呈現開關特性，其線性度差，適宜傳輸數字信號(高、低電平)，因此不推薦用在開關電源中。

光電偶合器件（簡稱光耦）是把發光器件（如發光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現耦合構成電—光和光—電的轉換器件。光電耦合器分為很多種類，圖1所示為常用的三極管型光電耦合器原理圖。

當電信號送入光電耦合器的輸入端時，發光二極體通過電流而發光，光敏元件受到光照后產生電流，CE導通；當輸入端無信號，發光二極體不亮，光敏三極管截止，CE不通。對于數位量，當輸入為低電平“0”時，光敏三極管截止，輸出為高電平“1”；當輸入為高電平“1”時，光敏三極管飽和導通，輸出為低電平“ 0”。若基極有引出線則可滿足溫度補償、檢測調制要求。這種光耦合器性能較好，價格便宜，因而應用廣泛。

????????????????? 圖一 最常用的光電耦合器之內部結構圖 三極管接收型? 4腳封裝

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