特殊的光耦合器电路！

    光耦合器设备可以简单地描述为一个密封的，独立的单元，其中包含独立供电的光学（光）Tx和Rx单元，可以将它们光学耦合在一起。图1显示了这种设备的基本形式。在此，Tx单元是LED，但是Rx单元可以采用光电晶体管，光电FET，三端双向可控硅开关元件或某种其他类型的光敏半导体元件的形式。Tx和Rx单元紧密封装在一个密封的包装中。

    大多数现代的光耦合器设备都使用光电晶体管作为其Rx单元。此类设备简称为“光耦合器”，因为输入（LED）和输出（光电晶体管）设备是光耦合的。上图显示了光耦合器的基本形式，以及一个非常简单的应用电路。在此，当SW1打开时，没有电流流过LED，因此没有光照射在Q1的表面上。Q1在这种情况下实际上流过了零集电极电流，因此输出电阻R2两端产生了零电压。或者，当SW1闭合时，电流通过R1流过LED，结果光落在Q1的表面上，从而使光电晶体管导通并在R2两端产生输出电压。

    关于上图的光耦合器，要注意的主要点是其输出电流由其输入电流控制，连接至其输入的控制电路可以与输出电路完全电隔离，并且-因为输入通过一个输入来控制输出。纯光链路-在输入和输出电路之间可以安全地存在数百伏的电位差。这种“隔离”特性是这种光耦合器的主要吸引力，通常被称为隔离光耦合器。

    图2的简单应用电路只能与数字输入/输出信号一起使用，但实际上，可以很容易地对该基本电路进行修改，以与模拟输入/输出信号一起使用，如本文后面所述。典型的隔离光电耦合器应用包括低压至高压（反之亦然）信号耦合，计算机输出信号与外部电子电路或电动机的接口等，以及以地为参考的低压电路与悬空的高电压接口-直接由市电的交流电源线等驱动的电压电路。在许多应用中，光耦合器也可以用来替代低功率继电器和脉冲变压器。

    特殊光耦合器

    图2器件是一个简单的隔离光耦合器。图3和图4显示了另外两种类型的光耦合器。图3所示的设备称为开槽光电耦合器，并具有一个模制到LED光源和光电晶体管光传感器之间的封装中的插槽。此处，光通常可以从LED传递到Q1，而不会受到插槽的明显衰减。但是，可以通过在插槽中放置不透明的物体来完全阻止光耦合。因此，带缝隙的光耦合器可用于多种“在场”检测应用，包括磁带末端检测，限位切换和液位检测。

    图4所示的设备称为反射光耦合器。在此，LED和Q1在封装内彼此光学屏蔽，并且两者都从封装面向外（朝向公共点）。这种结构使得光耦合链路可以由反射对象（例如金属漆或胶带，甚至烟雾颗粒）建立，该反射对象与LED和Q1均位于封装外部一小段距离内。因此，反射型光耦合器可用于带位置检测，发动机轴转数或速度测量或烟雾或雾气检测等应用。

    光耦合器器件最重要的参数之一是其光耦合效率，为了使该参数最大化，LED和光电晶体管（通常在红外范围内工作）在光谱上始终紧密匹配。

    指定光耦合效率的最方便方法是引用设备的输出到输入电流传输比（CTR），即光电晶体管的输出集电极电流（IC）与正向电流（IF）之比LED的因此，点击率=IC/IF。实际上，点击率可以表示为简单数字，例如0.5，或（通过将该数字乘以100）表示为百分比数字，例如50％。

    具有单晶体管输出级的简单隔离光电耦合器的典型CTR值在20％至100％的范围内。实际的CTR值（除其他因素外）取决于设备的输入和输出电流值以及光电晶体管的电源电压值（VC）。图5显示了在不同VC值下获得的三组典型的输出/输入电流。