低輸入電流光電耦合器的製作方法

2023-09-20 02:46:05 3

專利名稱：低輸入電流光電耦合器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種低輸入電流光電耦合器。
背景技術：
光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電-光-電轉換器件。它主要由發光 元件和光探測元件組成，發光元件和光探測元件組裝在一個殼體內，彼此間用透明絕緣體 隔離。發光元件的引腳為輸入端，光探測元件的引腳為輸出端。在光電耦合器輸入端加電 信號使發光元件發光，光的強度取決於激勵電流的大小，此光照射到光探測元件上後，因光 電效應而產生光電流，由光探測元件輸出端引出，這樣就實現了電-光-電的轉換。光電耦合器的電流傳輸比(CTR) —般定義為光電耦合器的輸出電流和輸入電流
之比，即:CTR 二1(嚴。周開明、楊有莉、李小偉發表的論文《光電耦合器件中子輻照損傷研
丄IN
究》中比較了不同工藝光電耦合器件抗中子輻照能力的大致情況，分析了器件中子位移損 傷存在差異的原因，試驗研究表明，低輸入電流、高電流傳輸比率的光電耦合器件有較強的 抗中子輻照能力。因此可知提高光電耦合器的電流傳輸比和減小輸入驅動電流可提高光電 耦合器的抗輻射能力。圖1示出了目前使用的光電耦合器的工作原理示意圖。發光元件、光探測元件和輸 出電晶體封裝在同一殼體內，殼體外的元件為光電耦合器工作時的外部輔助元件。此種結構 的普通光電耦合器由於電流傳輸比較小，輸入驅動電路較大，因此抗輻射能力相對較差。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是通過在輸入信號端增加輸入電晶體，解決現有光 電耦合器中電流傳輸比低、輸入驅動電流高的問題，達到提高電流傳輸比、減小驅動電流、 增強抗輻射能力的目的。為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是一種低輸入電流光電耦 合器，其結構中包括封裝在同一殼體中的發光元件、光探測元件和輸出電晶體，光探測元件 的一端和輸出電晶體的基極相連；其中在發光元件一側連接輸入電晶體，輸入電晶體的 基極和輸入信號端連接，集電極或發射極和發光元件相連。採用上述技術方案所產生的有益效果在於在輸入信號端和發光元件間連接有輸 入電晶體，由於輸入電晶體具有電流放大作用，因此在輸出電流相同時，本實用新型提供的 光電耦合器的輸入電流與普通光電耦合器相比將減小0倍；同樣本實用新型提供的光電 耦合器的電流傳輸比也要比普通光電耦合器增大0倍。其中0是本實用新型提供的光電 耦合器內增加的輸入電晶體的電流放大倍數。

圖1是現有技術光電耦合器的結構原理示意圖；[0009]圖2是本實用新型第一實施例的光電耦合器的結構原理示意圖；圖3是本實用新型第二實施例的光電耦合器的結構原理示意圖。圖中D1_發光元件，Q1-輸入電晶體，D2-光探測元件，Q2-輸出電晶體。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。參見圖2為本實用新型第一實施例提供的低輸入電流光電耦合器，其結構中包括 封裝在同一殼體(方框內的相關元件)中的發光元件D1、輸入電晶體Q1、光探測元件D2，和 輸出電晶體Q2。其中發光元件D1的負極和輸入電晶體Q1的集電極相連接，輸入電晶體Q1 的基極作為光電耦合器的輸入端，光探測元件D2的正極和輸出電晶體Q2的基極相連，以便 使輸出電晶體Q2對光探測元件D2輸出的光電流進行放大。上述輸入電晶體Q1或輸出晶 體管Q2可以用集成電路驅動放大器代替，發光元件D1為半導體發光元件，光探測元件D2 可為光敏二極體或光敏三極體或集成光電放大器。本實用新型提供的低輸入電流光電耦合器的工作原理為將光電耦合器(方框內 的相關元件)配合外圍輔助元件(方框外的相關元件)組成實用電路，參見圖2，輸入信號 通過電阻R1加到輸入電晶體Q1的基極，產生的輸入電流經輸入電晶體Q1放大後驅動發光 元件D1發光，由於輸入電晶體Q1的放大作用，使得在輸入電流相同的條件下，通過發光元 件D1的電流比沒有輸入電晶體Q1的普通光電耦合器中的發光元件通過的電流增大0倍， 其中0是輸入電晶體Q1的電流放大倍數。由於發光元件D1的發射光功率和通過它的工 作電流成正比，因此發光元件D1的發射光功率也增大0倍，這樣光探測元件D2接收的光 功率也將大幅度提高，從而使其輸出的光電流也增大，這樣就使光電耦合器的輸出電流同 樣增大。本實用新型提供的低輸入電流光電耦合器在發光元件D1端增加了輸入電晶體 Q1，由於輸入電晶體Q1具有電流放大作用，因此在輸出電流相同時，本實用新型提供的光 電耦合器的輸入電流與普通光電耦合器相比將減小0倍。同樣本實用新型提供的低輸入 電流光電耦合器的電流傳輸比也要比普通光電耦合器增大0倍。圖3是本實用新型提供的第二種實施例的光電耦合器的工作原理示意圖，該光電 耦合器結構中包括封裝在同一殼體(方框內的相關元件)中的發光元件D1、輸入電晶體 Q1、光探測元件D2，和輸出電晶體Q2。其中發光元件D1的正極和輸入電晶體Q1的集電極 相連，輸入電晶體Q1的基極作為光電耦合器的輸入端，光探測元件D2的正極和輸出電晶體 Q2的基極相連，以便使輸出電晶體Q2對光探測元件D2輸出的光電流進行放大。上述輸入 電晶體Q1或輸出電晶體Q2可以用集成電路驅動放大器代替，發光元件D1為半導體發光元 件，光探測元件D2可為光敏二極體或光敏三極體或集成光電放大器。第二種實施例中的光電耦合器的工作原理同實施例一，在此不再鰲述。
權利要求一種低輸入電流光電耦合器，其結構中包括封裝在同一殼體中的發光元件、光探測元件和輸出電晶體，光探測元件的正極和輸出電晶體的基極相連；其特徵在於在發光元件一側連接輸入電晶體，輸入電晶體的基極和輸入信號端連接，集電極或發射極和發光元件相連。
2.根據權利要求1所述低輸入電流光電耦合器，其特徵在於所述輸入電晶體或輸出晶 體管可以用集成電路驅動放大器代替。
3.根據權利要求1所述的低輸入電流光電耦合器，其特徵在於所述發光元件為半導體 發光元件。
4.根據權利要求1所述的低輸入電流光電耦合器，其特徵在於所述光探測元件為光敏 二極體或光敏三極體或集成光電放大器。
專利摘要本實用新型提供了一種低輸入電流光電耦合器，該光電耦合器結構中包括封裝在同一殼體中的發光元件、光探測元件和輸出電晶體，光探測元件的正極和輸出電晶體的基極相連；其中在發光元件一側連接輸入電晶體，輸入電晶體的基極和輸入信號端連接，集電極或發射極和發光元件相連。通過在輸入信號端對發光元件增加輸入電晶體，解決了現有光電耦合器電流傳輸比低、輸入驅動電流高的問題，達到了提高電流傳輸比、減小輸入驅動電流、增強抗輻射能力的目的。
文檔編號H03K19/14GK201608703SQ201020124280
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者武喜龍 申請人:中國電子科技集團公司第十三研究所