光电晶体管与光电二极管光耦

    光电晶体管与光电二极管光耦合器

    使用光电晶体管输出的光耦合器可以传递高达几十kHz频率的模拟音频信号。然后，以这些频率改变来自LED的红外光束会导致在输出光电晶体管的基极处产生的电流量发生变化，而晶体管输出会跟随并放大输入处的变化。

    但是，使用光电晶体管的光耦合器在光电输入类型的光输入和输出电流的变化之间没有良好的线性关系，如图5.1.5所示，因此可能会发生信号失真。光电二极管输出设备优选用于大多数音频（和某些数字）应用中，尽管其输出信号幅度远小于光电晶体管提供的放大幅度；其原因是光电晶体管的畸变和高频性能不佳。   

    这是由于光电晶体管的基极面积大得多，在增加光敏度的同时，还大大增加了基极/发射极结的电容。由于“米勒效应”（MillerEffect），使增加的电容也变得更糟，这导致晶体管的基极/发射极电容乘以晶体管的电流增益（hfe）。因此，较高的频率会逐渐降低幅度，因为随着频率增加到音频范围以外，基极/发射极电容的电抗会降低。

    数字信号也受此影响，因为数字信号的方波将包含许多高频谐波，这些谐波会导致方波的快速上升和下降时间，从而使信号的上升沿变圆，并且之间的切换时间变短。0和1变长。

    高速光耦合器（可在数百kHz的频率下使用）以及用于音频操作的数字光耦合器通常将光电二极管用作其传感元件，因为尽管必须在光耦合器芯片外部或内部提供一些额外的放大，但由于具有快速的特性而被抵消。数字操作的上升和下降时间，以及更大的线性响应，与模拟音频一起使用时产生的失真更少。

    无论使用哪种信号，光耦合器的主要功能都是在输入和输出电路之间提供完全的电气隔离。与通常用于隔离目的的变压器相比，光耦合器的一个重要优点是光耦合器可以与交流或直流信号一起使用，而变压器只能与交流电一起使用。