光耦继电器的应用电路设计！-先进光半导体

    基本电气特性和的应用电路设计MOSFET驱动器用的光耦继电器，光耦合器由与光学耦合的发光器件组成检测装置通过透明的电绝缘子。它们通常用于转移在两个接地电位不同的电路之间通过光产生的电信号。过去，电磁继电器，隔离变压器和其他设备用于从集成电路或在隔离的初级和次级之间传输电信号次要方面。

    目前，通常使用光耦合器是因为它们有助于解决阻抗不匹配，在输入和输出之间提供更高的隔离度，抑制感应电动势，并简化了噪音阻挡。光伏输出光电耦合器根据输入的光能自行发电发光二极管（LED）。无需电源即可驱动分立MOSFET，光伏输出光耦合器有望取代传统的机械继电器。本应用提供了其电气特性和应用的描述适用于不熟悉光伏输出光电耦合器的工程师的电路。

    什么是光伏输出光耦合器？光伏输出光耦合器的结构与其他类型的光电耦合器一样，光伏输出光电耦合器由与输出光检测器光学耦合的输入发光设备组成通过透明的电绝缘体安装设备。

    在光伏输出的情况下光电耦合器，红外LED用作发光器件，而光电二极管阵列用作光检测装置在光电输出光耦合器中检测光的光电二极管是具有pn结的半导体器件。当光电二极管检测到能量大于其能带隙（Eg）的光时，受激电子移动到n区（空穴移动到p区），导致n区域中的电子数量增加，p区域中的空穴数量增加。这创造了n和p区域之间的电势差，其中n区域为正关于p区域。结果，在p区域中出现正的开路电压（阳极）在光电二极管的两端均开路的情况下，而短路电流在短路时从p区（阳极）流向n区（阴极）。单个光电二极管两端出现的电压只有几分之一伏。一个通过使用光电二极管阵列可以获得几伏的开路电压。

    光伏输出光电耦合器（PV）产生直流电压，用于驱动以下MOSFET的栅极。由于来自光伏输出的短路电流光电耦合器通常约为10到几十微安，不适合用于开关电源驱动器和其他高速开关应用。因此，光伏输出光电耦合器通常用于可耐受的继电器应用低速开关。光伏输出光电耦合器提供的开路电压（VOC）为在25°C的室温下约为7至9V.但是，VOC随着温度降低增加。因此，可能需要多个光伏输出光耦合器，取决于使用它们的环境条件或门驱动MOSFET的阈值电压（Vth）。分立MOSFET包含寄生体二极管。因此，在交流继电器应用中，连接两个MOSFET的漏极和源极端子（即MOSFET的漏极（源极）端子和相邻晶体管的源极（漏极）端子MOSFET）。相反，在直流继电器应用中，单个MOSFET足以满足如图所示。