Mai multe informații Tipul componentei, Sursa de lumină ...
Tipul componentei | Sursa de lumină | Tipul senzorului | Viteză | Rata de transfer curentă |
Optoizolator rezistiv (Vactrol) | Bec incandescent | Foto-rezistor(LDR) | Foarte mică | <100% |
Neon | Mică |
Dioda infraroșu | Mică |
Dioda optoizolatoare | Dioda infraroșu | Fotodiodă cu siliciu | Maximă | 0.1% - 0.2% |
Tranzistor optoizolator | Dioda infraroșu | Fototranzistor siliciu bipolar | Medie | 2% - 120% |
Fototranzistor Darlington | Medie | 100% - 600% |
SCR optoizolat | Dioda infraroșu | Redresor | Mică spre medie | >100% |
Triac optoizolat | Dioda infraroșu | Triac | Mică spre medie | Foarte mare |
Releu | Grup de diode infraroșu | Grup de fotodiode ce comandă o pereche de MOSFET-uri sau un IGBT | Mică spre mare | Practic nelimitată |
Închide
Optoizolatori rezistivi
- Cele mai timpuri optoizolatoare, original comercializate ca celule de lumină , au apărut în anii 1960.
- Fotorezistențele utilizate în optoizolatoare se bazează pe efectele bulk într-o film uniform de semiconductoare; nu există joncțiuni p-n. Unic printre fotosenzori, fotorezistențele sunt dispozitive nepolarizate potrivite pentru circuite de AC(curent alternativ) sau DC(curent continuu). Rezistența lor scade invers proportional cu intensitatea de intrare a luminii, practic de la infinit la un prag rezidual, care poate fi mai mic de o sută de ohmi. Fotorezistențele au rezistat cu ușurință tensiunilor de până la 400 v, proprietate ce le-a făcut ideale pentru comandarea afișajelor fluorescente. Alte aplicații industriale au inclus fotocopiatoare, automatizări industriale, aparate de măsurare profesională de lumină și auto-expunere. Cele mai multe dintre aceste aplicații sunt acum învechite, dar optoizolatoarele rezistive au păstrat o nișă în audio, în special la amplificatoare pentru chitară.
Fotodioda
- Dioda optoizolatoare folosesc LED-uri ca surse de lumina si fotodiodele cu siliciu ca senzori. Când fotodioda este inversă-polarizata cu o sursa de tensiune externa, lumina pe care o primeste crește curentul invers care curge prin dioda. Dioda în sine nu generează energie; modulează fluxul de energie de la o sursă externă. Acest mod de operare este numit modul de fotoconductie. Alternativ, în absența polarizarii externe dioda convertește energia luminii în energie electrică prin perceperea la bornele sale o tensiune de până la 0,7 V. Rata de incarcare este proporționala cu intensitatea de intrare a luminii. Energia se colecteaza prin drenarea sarcinii printr-o cale de înaltă impedanță externe; raportul de curent de transfer poate ajunge la 0,2%. Acest mod de operare este numit modul fotovoltaic.
- Fotodioda optoizolatoare poate fi folosita pentru interfațarea semnalelor analogice, deși ne-liniaritate lor invariabil denaturează semnalul. O clasă specială de optoizolatoare analogice idtroduse de Burr-Brown folosește două fotodiode și un amplificator operațional pe partea de intrare pentru a compensa ne-liniaritatea diodei. Una dintre cele două diode identice este legata în bucla de feedback a amplificatorului, care menține curentul total de transfer de la un nivel constant indiferent de ne-liniaritatea din a doua dioda.
Fototranzistorul
- Fototranzistori sunt în mod inerent mai lenți decât fotodiodele. Mai vechi și mai lent, dar încă frecvent optoizolatorul 4N35, de exemplu, are timpul de urcare și coborâre de 5 μs într-o sarcină de 100 Ohm și lățimea de bandă este limitată la aproximativ 10 kilohertzi - suficiente pentru aplicații cum ar fi electroencefalograma sau control PWM. Dispozitive cum ar fi PC-900 sau 6N138 recomandate în standardul din 1983 Musical Instrument Digital Interface, permite viteze de tranfer digitale de zeci de kiloBauds. Fototranzistori trebuie să fie corect polarizati și încărcati pentru a atinge viteza lor maximă, de exemplu, 4N28 funcționează până la 50 kHz cu polarizare optimă și cu mai puțin de 4 kHz fără ea.
- Optoizolatoarele utilizând tranzistori cu efect de câmp (FET-uri) ca senzori sunt rare, și precum vactrol-urile, pot fi utilizate ca potențiometre analogice comandate la distanță cu condiția ca tensiunea la bornele terminalului de ieșire FET să nu depășească câteva sute de mV. Opto-FET-urile pornesc fără injectarea încărcării de comutare în circuitul de ieșire, care este în special utilizat în eșantioane și circuite de menținere.
Optoizolatori bidirectionali
- Toți optoizolatorii descriși până acum sunt uni-direcționali. Canalul optic funcționează întotdeauna într-o singură direcție, de la sursă (LED) către senzor. Senzorii, fie fotorezistențe, fotodiode sau fototranzistori, nu pot emite lumina. Dar LED-urile, precum toate diodele semiconductoare, sunt capabile să detecteze lumina primită, lucru care face posibilă construirea unui optoizolator bidirecțional plecând de la o pereche de LED-uri. Cel mai simplu optoizolator bidirecțional este doar o pereche de LED-uri puse față în față și ținute împreună cu tuburi contractoare la căldură. Dacă este necesar, distanța dintre cele două LED-uri poate fi prelungită cu o inserție de fibră de sticlă.
- LED-urile de spectru vizibil au eficiență de transfer relativ slabă, prin urmare LED-uri de GaAs, GaAs:Si și AlGaAs:Si având spectrul aproape infraroșu sunt alegerea preferată pentru dispozitivele bidirecționale. Optoizolatorii bidirecționali construiți în jurul perechilor de LED-uri GaAs:Si au rata curentului de transfer în jurul valorii de 0.06% în modurile fotovoltaic sau fotoconductiv - mai puțin decât fotodiodele bazate pe izolatori, dar suficiente pentru aplicații practice reale.