半导体“电—光—电”转换器件,光电耦合器简介


原标题:半导体“电—光—电”转换器件,光电耦合器简介
半导体“电—光—电”转换器件,即光电耦合器(Optical Coupler,简称光耦),是一种利用光作为媒介,实现电信号从输入端到输出端耦合的新型半导体器件。以下是关于光电耦合器的详细介绍:
一、结构与组成
光电耦合器主要由发光源和受光器两部分组成,它们被组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源多为发光二极管(LED),而受光器则可以是光敏晶体管、光敏场效应管、光敏晶闸管或光敏集成电路等。发光源的引脚作为输入端,受光器的引脚作为输出端。
二、工作原理
光电耦合器的工作原理基于光电效应。当在输入端加上电信号时,发光二极管会发光,这个光信号照射到受光器上,由于光敏效应,受光器会产生光电流,并由输出端输出。这样就实现了电信号到光信号,再到电信号的转换,从而完成了信号的传输。
三、特点与优势
隔离性能强:光电耦合器能够有效地隔离噪声和抑制干扰,实现输入与输出之间的电绝缘。其绝缘电阻一般都大于10^10Ω,耐压一般可超过1.5kV,有的甚至可以达到10kV以上。
单向传输信号:由于“光”传输的单向性,信号从光源传输到光接收器时不会出现反馈现象,其输出信号也不会影响输入端。
抗干扰能力强:光电耦合器能够很好地抑制干扰并消除噪声,其响应速度快(时间常数通常在微秒甚至毫微秒级)。
可靠性高:光电耦合器无触点、耐冲击、体积小、使用寿命长,并且容易和逻辑电路配合。
四、应用领域
光电耦合器因其独特的优势,在隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等电路中得到了广泛的应用。特别是在计算机数位通信及即时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加其工作之可靠性。
总结来说,光电耦合器作为一种半导体“电—光—电”转换器件,以其优异的隔离性能、单向传输信号、抗干扰能力强和可靠性高等特点,在电子工程领域发挥着重要的作用。
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