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光電耦合器和MOSFET之間的差異

發(fā)布人:騰恩科技彭工 時(shí)間:2023-02-01 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章
光電耦合器和MOSFET之間的差異介紹

光電耦合器/光耦合器和固態(tài)繼電器(光電MOSFET或光耦MOSFET(OCMOS FET))在保持電隔離的同時(shí)傳輸信號(hào),但存在一些重要差異。

結(jié)構(gòu)差異

下圖顯示了光電耦合器和OCMOS FET的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

 

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如左邊的光電耦合器所示,當(dāng)發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)亮光電晶體管時(shí),光會(huì)產(chǎn)生從集電極流向光電晶體管基極的光電流。因此,當(dāng)LED不亮?xí)r,光電晶體管被切斷,當(dāng)LED強(qiáng)烈點(diǎn)亮?xí)r,從集電極流向基極的大光電流,光電晶體管穩(wěn)定導(dǎo)通。與基極集電極簡(jiǎn)單地短路不同,即使集電極-****極電壓小于晶體管的基極-****極正向電壓,光電流仍然流動(dòng),光電晶體管是導(dǎo)電的。

另一方面,如上圖所示,OCMOS FET集成了光伏電池,當(dāng)LED亮起時(shí),光伏電池對(duì)柵極電容充電以增加?xùn)旁措妷海诮油ㄐ陀|點(diǎn)的情況下打開(kāi)MOSFET。對(duì)于斷斷型觸點(diǎn),F(xiàn)ET在無(wú)柵源電壓的情況下具有導(dǎo)電性。然而,當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r,光伏電池反向偏置柵源電壓,切斷FET。當(dāng)成組型OCMOS FET關(guān)閉時(shí),光伏電池不僅停止充電,而且內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉,迫使柵極放電。結(jié)果,柵極-源極電壓立即下降。

OCMOS FET中的兩個(gè)FET反向串行連接在一起。因此,當(dāng)OCMOS FET導(dǎo)電時(shí),兩個(gè)FET都是雙向?qū)щ姷?。然而,?dāng)OCMOS FET不導(dǎo)電時(shí),只有正向的FET與施加的電壓切斷,而另一個(gè)FET的寄生二極管導(dǎo)通。

特征差異

由于上述結(jié)構(gòu)差異,光電耦合器和OCMOS FET具有以下特性差異:

1. 雖然光電耦合器在輸出中僅傳導(dǎo)直流(直流電),但OCMOS FET可以在場(chǎng)效應(yīng)管中同時(shí)傳導(dǎo)直流和交流(交流電)

2. 通常,光電耦合器的工作速度以微秒或更快為單位,而OCMOS FET的工作速度則慢至毫秒。

3. 雖然光電耦合器的輸出導(dǎo)通特性因輸入電流值而異,但OCMOS FET的輸出導(dǎo)通特性與輸入電流值無(wú)關(guān)。

4. 通常和理論上,光電耦合器變得與輸入相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電。但是,OCMOS FET有兩種:一種是傳導(dǎo)的(a觸點(diǎn):使接型觸點(diǎn)),另一種是當(dāng)施加輸入時(shí)斷開(kāi)(b觸點(diǎn):斷點(diǎn)型觸點(diǎn))。

 

因此,雖然OCMOS FET不能像光電耦合器那樣高速運(yùn)行,但OCMOS FET可以用小輸入電流(小至幾毫安)切換交流電和安培范圍內(nèi)的大電流。

應(yīng)用差異

通常,光電耦合器僅用于傳輸直流信號(hào)。其應(yīng)用包括傳統(tǒng)數(shù)字電路中的脈沖傳輸和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中誤差反饋電路的模擬直流信號(hào)傳輸。

脈沖傳輸(在傳統(tǒng)數(shù)字電路中)

 

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模擬直流信號(hào)傳輸(用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等的錯(cuò)誤反饋電路)

 

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另一方面,由于OCMOS FET的工作速度比光電耦合器慢,因此很少用于信號(hào)傳輸。然而,由于MOSFET的雙向?qū)ê偷蛯?dǎo)通電阻特性,它主要用作間歇交流信號(hào)的“電子開(kāi)關(guān)”。因此,OCMOS FET也稱為固態(tài)繼電器(SSR)。

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