光电耦合

电子器件

光电耦合的英文名字是：optical coupler，英文缩写为OC，亦称光电隔离器，简称光耦。光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离，光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离干扰的作用。

简介

光电耦合是我们经常听到的东西，是常见的电子器件，那么究竟什么是光电耦合呢。大家知道放大电路一般是要分为好几级的，但是不管怎么样如果你用阻容元件的话，上下级电路总会发生或多或少的互相牵制互相影响，但是用了光电耦合器以后，这种顾虑就完全消失了，光电耦合器的原理是由一个发光二极管和一个光敏电阻组成的电路，发光二极管对准光敏电阻发光，这时候，光敏电阻两端的电压变化就反映了发光二极管光线强弱的变化，而发光二极管是接在前级电路上的。这样就从根本上隔离了前级和后级电路，实现理想耦合。

光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。

分类

由于光电耦合的品种和类型非常多，在光电子DATA手册中，其型号超过上千种，通常可以按以下方法进行分类：

按光路径分

可分为外光路光电耦合（又称光电断续检测器）和内光路光电耦合。外光路光电耦合又分为透过型和反射型光电耦合。

按输出形式分

a、光敏器件输出型，其中包括光敏二极管输出型，光敏三极管输出型，光电池输出型，光可控硅输出型等。

b、NPN三极管输出型，其中包括交流输入型，直流输入型，互补输出型等。

c、达林顿三极管输出型，其中包括交流输入型，直流输入型。

d、逻辑门电路输出型，其中包括门电路输出型，施密特触发输出型，三态门电路输出型等。

e、低导通输出型（输出低电平毫伏数量级）。

f、光开关输出型（导通电阻小余10Ω）。

g、功率输出型（IGBT/MOSFET等输出）。

按封装形式分

可分为同轴型，双列直插型，TO封装型，扁平封装型，贴片封装型，以及光纤传输型等。

按传输信号分

可分为数字型光电耦合（OC门输出型，图腾柱输出型及三态门电路输出型等）和线性光电耦合（可分为低漂移型，高线性型，宽带型，单电源型，双电源型等）。

按速度分

可分为低速光电耦合（光敏三极管、光电池等输出型）和高速光电耦合（光敏二极管带信号处理电路或者光敏集成电路输出型）。

按通道分

可分为单通道，双通道和多通道光电耦合。

按隔离特性分

可分为普通隔离光电耦合（一般光学胶灌封低于5000V，空封低于2000V）和高压隔离光电耦合（可分为10kV,20kV,30kV等）。

按工作电压分

可分为低电源电压型光电耦合（一般5～15V）和高电源电压型光电耦合（一般大于30V）。

原理

在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。

基本工作特性（以光敏三极管为例）

1、共模抑制比很高

在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（2pF以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。

2、输出特性

光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置电压VCE和输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。当IF>0时，在一定的IF作用下，所对应的IC基本上和VCE无关。IC和IF之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性和普通晶体三极管输出特性相似。其测试连线如图2，图中D、C、E三根线分别对应B、C、E极，接在仪器插座上。

3、光电耦合器可作为线性耦合器使用。

在发光二极管上提供一个偏置电流，再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。

优点及应用

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