1、光耦的简介及分类

光耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电->光->电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。

光电耦合器分为两种：一种为非线性光耦，一种为线性光耦。

2、光耦的工作原理

耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。而且它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电->光->电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。

3、光耦的结构特点

（1）输入和输出端之间绝缘，其绝缘电阻一般都大于10¹⁰Ω，耐压一般可超过1kV，有的甚至可以达到10kV以上。

（2）由于“光”传输的单向性，所以信号从光源单向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。

（3）由于发光器件（砷化镓红外二极管）是阻抗电流驱动性器件，而噪音是一种高内阻微电流电压信号。因此光电耦合器件的共模抑制比很大，所以，光电耦合器件可以很好地抑制干扰并消除噪音。

（4）容易和逻辑电路配合。

（5）响应速度快。光电耦合器件的时间常数通常在微秒甚至毫微秒极。

（6）无触点、寿命长、体积小、耐冲击。

4、光耦的主要技术参数

光耦的技术参数主要有发光二极管正向压降V_F、正向电流I_F、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V_(BR)CEO、集电极-发射极饱和压降V_CE(sat)。此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。

与二极管，三极管相关的技术参数此处就不讲述了，此处主要讲述CTR和绝缘电阻。

（1）电流传输比CTR

CTR：Current Transfer Ratio，电流传输比

CTR=(I_C/I_F)×100%

光耦用于开关电路时，三极管必须要深度饱和。一般工程师在设计时，I_F*CTR=(2~3)I_C这里取2~3倍是为了处于饱和区。

电流传输比是光耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比来表示。当输出电压保持恒定时，它等于直流输出电流I_C与直流输入电流I_F的百分比。采用一只光敏三极管的光耦合器，CTR的范围大多为20%～300%（如4N35），而PC817则为80%～160%，达林顿型光耦合器（如4N30）可达100%～5000%。这表明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入电流。因此，CTR参数与晶体管的h_FE有某种相似之处。

普通光耦合器的CTR-I_F特性曲线呈非线性，在I_F较小时的非线性失真尤为严重，因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器的CTR-I_F特性曲线具有良好的线性度，特别是在传输小信号时，其交流电流传输比(ΔCTR＝ΔI_C/ΔI_F)很接近于直流电流传输比CTR值。因此，它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特性。

（2）绝缘电阻R_ISO

R_ISO：Isolation Resistance，绝缘电阻

V_ISO：Isolation Voltage，隔离电压

C_ISO：Isolation Capacitance，隔离电容

Datasheet上还有一些与温度相关的参数：

T_stj：Storage Temperature，存储温度

T_A：Ambient Operating Temperature，环境温度

T_SOL：Wave Solder Temperature（Soldering Temperature），波峰焊温度