中心議題：

• 光耦的結構　
• 光耦的主要參數
• 光耦的簡易測量方法　　

目前極大多數的光耦輸入部分采用砷化镓紅外發光二極管
，輸出部分采用矽光電二極管
、矽光電三極管及光觸發可控矽。這是因為峰值波長900～940nm的砷化镓紅外發光二極管能與矽光電器件的響應峰值波長相吻合，可獲得較高的信號傳輸效率。

光電耦合器(以下簡稱光耦)是一種發光器件和光敏器件組成的光電器件。它能實現電—光—電信號的變換，並且輸入信號與輸出信號是隔離的。

光耦的結構　　

光耦的內部結構(剖麵)如圖1所示。光耦輸入部分大都是紅外發光二極管，輸出部分有不同的光敏器件，如圖2所示。

這裏要說明的是，圖2(c)的輸入部分有兩個背對背的紅外發光二極管

，它用於交流輸入的場合；圖2(d)采用達林頓輸出結構，它可使輸出獲得較大的電流；圖2(e)、2(f)的輸出由光觸發雙向可控矽組成，它們主要用來驅動交流負載。圖2(e)與圖2(f)的差別是圖2(f)有過零觸發控製(圖中的 “ZC”即“過零”的意思)，而圖2(e)沒有過零觸發控製電路。


基本電路　　

光耦的基本電路如圖3所示。圖3(a)的負載電阻RL接在發射極及地之間，圖3(b)的負載電阻RL接在電源Vdd與集電極之間。

在圖3(a)中，輸入端加上Vcc電壓
，經限流電阻Rin後
，有一定的電流IF流經紅外發光二極管，IF與Vcc、發光二極管的正向壓降VF及Rin的關係為：IF=(Vcc-VF)/Rin。式中的VF取1.3V。IF的最大值由資料給出(一般工作時IF≤10mA)。

發光二極管發光後，光電三極管導通
，集電極電流Ic由Vdd經光電三極管流過RL到地，使輸出電壓Vout=Ic×RL(或Vout=Vdd-VCE，VCE為光電三極管的管壓降)。

圖3(b)的工作原理與圖3(a)相同，不再重複。圖3中輸入、輸出也可用各自的地。

從圖3(a)可以看出
；輸入端不加Vcc電壓，輸出端Vout=0V
，輸入端加了Vcc電壓，負載得電
，這個功能相當於“繼電器”。如果在輸入端加幅值為5V的脈衝(如圖4所示)，輸出端Vdd=12V
，RL=10kΩ
，則輸出的脈衝幅值接近12V，從這功一能來看
，相當於“變壓器”；若輸入電壓從0躍變到+5V，輸出則從0躍變到接近12V


，它又可用作電平轉換。

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特點及應用範圍　　

光耦的主要特點：輸入與輸出之間絕緣(絕緣電壓可達數千伏)；信號傳輸為單方向，輸出信號不會對輸入信號有影響；能傳輸模擬信號也可傳輸數字信號
；抗幹擾能力強；體積小

、壽命長；由於無觸頭，因此抗振性強。近年來由於生產工藝改進，SMT的發展，開發出性能更好、尺寸更小的貼片式光耦，它由DIP6管腳封裝改進成4管腳封裝，不僅改小尺寸，並且減小了幹擾，如圖5所示，但有一些公司其管腳仍按6管腳排列，如圖2所示。頂麵有圓圈者為第1管腳
，如圖6所示。　

由於該類器件有上述特點，它主要應用於隔離電路
、開關電路、邏輯電路、信號長線傳輸、線性放大電路、隔離反饋電路、控製電路及電平轉換電路等。

光耦主要參數

本文介紹NEC公司及TOSHIBA公司生產的一些常用的貼片式光耦及其主要參數。主要參數如表1及表2所示。

這裏要說明一下電流傳輸比(CTR)這個參數的意義。CTR是CurrentTransferRatio的縮寫。它是在一定工作條件下(IF及VCE)
，光耦的輸出電流Ic與輸入電流IF的比值
，一般用百分比表示，其值低的從幾到幾十，高的從幾十到幾百，達林頓輸出型可達上千。CTR大，則在同樣的IF 下
，輸出電流Ic大
，驅動負載的能力也強(或者說IF較小可獲得大的Ic)。

這裏順便指出
，當用光電耦合器作交流信號傳輸時，必須考慮它的頻率特性。采用GaAs發光二極管及矽光電三極管的光耦，其最高工作頻率約為500kHz

；其響應時間小於10μs。

在使用時要注意的紅外發光二極管的反壓VR一般是很低的，有的VR僅3V。因此在使用時輸入端不能接反


，防止紅外發光二極管因反壓過高而擊穿(可在1腳、3腳接一個反向二極管來保護，如圖4所示)。

光耦的簡易測量方法　　

光電三極管輸出的光耦是應用最廣泛的，若頂麵印刷字跡或圓點看不清楚，可采用指針式三用表來測量，確認哪個管腳是1腳，並且也可簡易測出光耦的好壞。

由於它是一個二極管及一個三極管c、e極組成的

，所以用R×1k擋來測量是十分方便的。隻要測出一個二極管：黑表筆接二極管的陽極，紅表筆接二極管的陰極，其阻值約30kΩ，則黑表筆端即1腳。如圖7所示，其它三種測量都應是R=∞(表筆不動)。若光電三極管的測量電阻不是∞，則此光耦不能用。