光耦合器的原理及应用
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光耦合器的原理及应用
张雍淋
（哈尔滨工业大学，英才学院）摘要：光耦合器是发光器件和光电器件的组合体。由于其抗干扰能力好，信号传输速度快，隔离性能强，常用于信号隔离转换，脉冲系统的电平匹配，微机控制系统的输入、输出接口。关键词：光耦合器；传输特性；隔离特性
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光耦合器简称光耦，是发光器件和光电器件的组合体。使用时将电信号送入光耦合器输入侧的发光器件，发光器件将电信号转换成光信号，由输出端的受光器件（光电器件）接收并再转换成电信号。由于输入与输出之间没有直接电气联系，信号输入是通过光耦合的，所以也称其为光电隔离器。
由于光电耦合器具有抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高等特点，可广泛用于电气隔离、电平转换、级间耦合开关电路脉冲放大固态继电器仪器仪表和微型计算机接口电路中。
发光管常用砷化镓（GaAs）发光二极管，这是一种当有正向电流流过其PN结时就会发光的器件，且发光的强度随电流的增加而增加。而光敏管则用硅光敏二极管、硅光敏三极管、场效应管、光敏晶闸管型和光敏集成电路型等。也可将光敏三极管连接成达林顿型和集电极互连型等多种型式。常见的封装方式有管型金属壳真空密封式、双列直插密封式和光导纤维连接式等三种。其电路符号如表1所示。
1光耦合器的原理
11光耦合器的基本结构
光耦合器是由一个发光二极管和一个受光控的光敏晶体管（常为光敏三极管）组成的，原理示意图如图1所示。
图1光耦合器的原理示意图
表1光耦合器的电路符号图
f光耦合器的原理及应用
12光耦合器的工作原理
光耦合器的发光管常称为输入部分相应的光敏管则称为输出部分。若用一般的变压器来比拟则光耦合器的输入部分相当于变压器的初级输出部分相当于次级。因为它们都能将信号从输入端传输到输出端且输入和输出从电气特性来看是完全隔离的。从这种意义上来讲光耦合器也可称之为半导体变压器。
光电耦合器的工作过程如下：光敏三极管的导通与截止，是由发光二极管所加正向电压控制的。当发r