Digikey listet Optoisolatoren mit verschiedenen Ausgabetypen auf:
Was sind die Unterschiede zwischen diesen und unter welchen Umständen würde ich den einen oder anderen verwenden?
Antworten:
Fototransistor
Dies ist die grundlegendste Variante. Wenn ein Eingangssignal vorliegt, schaltet sich der Fototransistor wie ein normaler Transistor ein, dh er stellt eine niederohmige Verbindung zwischen seinem Kollektor und dem Emitter her (bis zu einer bestimmten Strombegrenzung).
Ein Transistoroptokoppler verstärkt jedoch die Signale nicht so stark wie ein normaler Transistor. Typischerweise beträgt das Verhältnis des Ausgangsstroms zum LED-Eingangsstrom (CTR = Stromübertragungsverhältnis) etwa 100%, dh es gibt überhaupt keine Verstärkung.
Fototransistoren haben einen sehr großen Kollektor-Basis-Übergang (um viel Licht einfangen zu können), was eine große Kollektor-Basis-Kapazität impliziert, was Fototransistor-Optokoppler vergleichsweise langsam macht, insbesondere beim Ausschalten von der Sättigung.
Fototransistor-Optokoppler sind am billigsten, daher werden sie verwendet, sofern kein anderer Typ benötigt wird.
Fototransistor mit Basis
Bei Optokopplern mit Basisstift kann die Basis über einen großen Widerstand (normalerweise 1 MΩ) mit dem Emitter verbunden werden. Dadurch können die Ladungen in der Basis schneller entfernt werden, wenn der Transistor ausgeschaltet werden muss, dh das Ausschalten erfolgt etwas schneller. (Außerdem wird das Einschalten etwas verzögert.)
Es wäre möglich, Rückkopplungen in den Basisstift einzuspeisen, um das Schalten zu beschleunigen. Dies ist jedoch in der Praxis aufgrund großer Herstellungsschwankungen, die zu sehr losen CTR-Spezifikationen führen, schwierig.
Wenn der Basisstift nicht verwendet wird, kann er (je nach Umgebung) Geräusche aufnehmen.
Darlington
Dies ist im Wesentlichen ein Fototransistor mit viel zusätzlicher Verstärkung. Typische Darlington-Optokoppler haben eine minimale Klickrate von mehreren hundert Prozent.
Darlington-Optokoppler arbeiten mit sehr kleinen Eingangsströmen, verstärken aber auch das Rauschen, und mit zwei gesättigten Transistoren ist die zum Ausschalten erforderliche Zeit noch größer als bei einem einzelnen Transistor.
Darlington mit Basis
Siehe Fototransistor mit Basis.
Photovoltaik
Photovoltaik-Optokoppler schalten keinen Strom zwischen ihren Ausgangspins um, sondern verwenden nur viele Fotodioden, um einen Strom zu erzeugen. Es gibt keinen Transistor zur Verstärkung, daher ist dieser Strom sehr klein.
Photovoltaik-Optokoppler werden typischerweise verwendet, um das Gate eines FET aufzuladen.
Foto-FET
Dies ist ein Photovoltaik-Optokoppler mit eingebauten FETs. Zwei FETs ermöglichen das Umschalten des Wechselstroms zwischen den Ausgangspins.
Phototriac / SCR
Ermöglicht das direkte Schalten eines Wechselstroms. Erlaubt normalerweise weniger Strom als ein Foto-FET, ist aber billiger.
(Ein üblicher Weg, um eine große Wechselstromlast zu schalten, besteht darin, einen großen Triac mit einem kleinen Phototriac zu schalten.)
linearisierte Optokoppler
Optokoppler weisen aufgrund von Herstellungsabweichungen große CTR-Schwankungen auf.
Linearisierte Optokoppler haben nicht viel strengere Spezifikationen, aber sie haben zwei ähnliche Fotodioden, die zwei ähnliche Ausgangsströme erzeugen. Eine davon kann verwendet werden, um eine Rückkopplungsschaltung zum Steuern des Eingangssignals zu konstruieren, um das gewünschte lineare Verhalten zu erhalten.
In der Praxis ist der am weitesten verbreitete Mechanismus zum Übertragen eines analogen Signals jedoch nicht ein linearer Optokoppler, sondern ein PWM-Signal.
Hochgeschwindigkeits- / Digitaloptokoppler
Das lineare Verhalten von Fototransistoren wird häufig nicht benötigt. Digitale Optokoppler verwenden stärker integrierte Komponenten (z. B. separate Fotodioden, nichtlineare Verstärker und / oder Schmitt-Trigger), um ein schnelleres Schalten zu ermöglichen.