3.3光电信息转换组合器件讲解.ppt

§3.3 光电信息转换组合器件;§3.3.1 光电耦合器;　　光电耦合器的另一个重要特性是用IF 控制I? ，信号的传递是单向的。输出端即使有很强的干扰和噪声，也不会影响反馈到输入端。;　　使用单只光敏三极管作输出级的普通光电耦合器（图a），通常是密封在一个六引脚的封装之内，而光敏三极管的基极被引到封装的外面以备使用。在平常的使用中，基极是开路不用的，在此情况下，光电耦合器具有300kHz的有效带宽。然而，光敏三极管能够转换为光敏二极管，这只要将基极（引脚6）和发射极（引脚4）的引出端短接在一起即可，在这种情况下，带宽却上升到约30MHz。; 达林顿光电耦合器(图b)也是密封在一个六引脚的封装当中，而且其光敏三极管的基极亦引到封装之外以供使用。由于达林顿管的高电流增益，因此其有效带宽仅为30kHz。;　　注意：在所有这四种器件里，输入引脚都??在封装的某一边上而输出引脚则是在封装的另一边上。这种结构有利于增加隔离电压的最大可能值。还要注意的有，在图3.3.1-2(c)和图3.3.1-2(d)所示的双和四光电耦合器件中，尽管它们具有1.5kV的隔离电压值，但是在相邻通道之间所出现的电位差却绝对不允许超过500V。;三、光电耦合器的检测;1．用于电平转换;图a为两个光电耦合器组成的与门电路，如果在输入端A和B同时输入高电平“1”，则两个发光二极管GY1和GY2都发光,; 图(b)为与非门电路，它的原理与图(a)相似，但输出端不同，图(b)从集电极输出，当两个输入端A和B都为高电平‘1”时，输出为低电平“0”，故为与非门电路。; 图(c)为或门电路，它从发射极输出，输入端A或B中有一个或两个为高电平“1”，则有一个或两个光敏三极管被照亮而导通，输出为高电平“1”，故为或门电路。; 图(d)的原理与图(c)相似，但从集电极输出，输入端A或B中有一个或两个为高电平“1”，输出就为低电平“0”，故为或非门电路。;3．起隔离作用; 光电耦合器是近年来发展起来的新型器件，应用范围和生产量正在急剧增加。由于它具有独特的优点，可组成各种各样的电路，因而可应用在测量仪器、精密仪器、工业和医用电子仪器．自动控制、遥控和遥测、各种通信装置、计算机系统及农业电子设备等广阔领域。;在开关电路中的应用;R2;应用：过压保护电路;补充： 　　可控硅（晶闸管 ）在自动控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有广泛的应用。可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非导通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其导通，一旦被点火就算撤离触发信号它也保持导通状态，要使其截止，可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。 ;补充： 　　可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图所示。; 可控硅二极管可用两个不同极性（P-N-P和N-P-N）晶体管来模拟，如图G1所示。当可控硅的栅极悬空时，BG1和BG2都处于截止状态，此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL，当栅极输入一个正脉冲电压时，BG2导通，使BG1的基极电位下降，BG1因此开始导通，BG1的导通使得BG2的基极电位进一步升高，BG1的基极电位进一步下降，经过这一个正反馈过程使BG1和BG2进入饱和导通状态。;　　电路从截止状态进入导通状态后，这时栅极就算没有触发脉冲电路，由于正反馈的作用将保持导通状态不变——可控硅一旦触发后，门极对它将失去控制作用。如果此时在阳极和阴极加上反向电压，由于BG1和BG2均处于反向偏置状态，所以电路很快截止，另外如果加大负载电阻RL的阻值使电路电流减少，BG1和BG2的基极电流也将减少，当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路将很快从导通状态翻转为截止状态，我们称这个电流为维持电流。在实际应用中，我们可通过一个开关来短路可控硅的阳极和阴极，从而达到可控硅的关断。;可控硅的特性：; 光控可控硅元件又称作光激可控硅或光控硅晶闸管。特点是在控制极区以光触发代替电触发。; 可控硅整流器（SCR），是一种很普通的单向低压控制高压的器件，可将其用于光触发的形式。 双向可控硅是一种很普通的由可控硅整流器即SCR发展改进的器件，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件。它也可用于光触发形式。将一只SCR和一只LED密封在一个封装中，就可以构成一只光耦合的SCR；而将一只双向可控硅和一只LED密封在一个封装中就可以制成一只光耦合的双向可控硅。;　　硅双向开关SBS（Silicon Bidirectiona