Photocoupler 的設計與應用

Photocoupler工作原理

光電耦合器（簡稱光耦）是把發光元件（如發光二極體）和光敏元件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實現耦合構成電—光和光—電的轉換元件。光電耦合器分為很多種類
其輸入端與輸出端之間呈電氣絕緣狀態,利用光來傳送訊號.

簡單計算
RI=1K,RL=1K,Diode VF=1.2V,CTR=50%,VCE=0.4V,VI=5V方波,Vcc=3.3V,Vout能得到3.3V的方波嗎?
IF = Vin-1.2 / RI =3.8mA
IC<=CTRxIF=0.5 x 3.8mA =1.9mA
IC=3.3-0.4 / 1K =2.9mA >=CTR x IF
Vout =RL x 1.9mA =1.9V, 所以無法得到3.3V的方波

增大IF, 增大CTR, 減小Ic(減小RI, 更換大CTR光耦, 增加Ro阻值)
我們減小RI值到200ohm
IF=Vin-1.2/RI=19mA
IC<=CTRxIF =0.5x19mA =9.5mA
IC=3.3-0.4V/1K =2.9mA<=CTRx IF
Vout=3.3V方波

TTL邏輯使用 Phototransistor Coupler

1. 設定IF 限流 RD, 考慮操作溫度 ( Topr=0~70deg.C)

TTL IOL=16mA(typ) & IF= 38mA(max) (Topr=0~70 deg.C)

The CTR measurement condition of TLP785 is at IF =5mA, so forward current should be set at IF = 5 / 0.5 = 10mA for the initial design.

IF= 38mA(max) (Topr=0~70°C)

VF(typ)=1.15V(IF=10mA), (For TLP785)
IF(typ)= Vcc-VF(typ)-VoL / RD(typ)
RD=5-1.15V-0.4 / 10mA =345ohm

TTL(Transistor-Transistor Logic)

Data Rate 的考量與Rc(max)的設定