Current transfer ratio оптопары что это

Оптопары — характеристики, устройство, применение

Что такое оптопара

Оптрон — оптоэлектронный прибор, главными функциональными частями которого выступают источник света и фотоприемник, гальванически не связанные друг с другом, но расположенные внутри общего герметичного корпуса. Принцип действия оптрона базируется на том, что подаваемый на него электрический сигнал вызывает свечение на передающей стороне, и уже в форме света сигнал принимается фотоприемником, инициируя электрический сигнал на приемной стороне. То есть сигнал передается и принимается посредством оптической связи внутри электронного компонента.

Оптопара — наиболее простая разновидность оптрона. Она состоит только из излучающей и принимающей частей. Более сложная разновидность оптрона — оптоэлектронная микросхема, внутри которой содержится несколько оптопар, сопряженных с одним либо несколькими согласующими или усилительными устройствами.

Таким образом, оптопара представляет собой электронный компонент, обеспечивающий оптическую передачу сигнала в цепи без гальванической связи между источником сигнала и его приемником, поскольку фотоны, как известно, электрически нейтральны.

Структура и характеристики оптопар

В оптопарах применяются фотоприемники, чувствительные в ближней инфракрасной и видимой областях, поскольку именно для данной части спектра характерны источники интенсивного излучения, могущие работать в качестве фотоприемников без охлаждения. Фотоприемники с р-n-переходами (диоды и транзисторы) на основе кремния универсальны, область их максимальной спектральной чувствительности находится вблизи 0,8 мкм.

Оптопара характеризуется в первую очередь коэффициентом передачи по току CTR, то есть отношением токов входного и выходного сигналов. Следующий параметр — скорость передачи сигнала, по сути — граничная частота fc работы оптопары, связанная с временами фронта tr и среза tf для передаваемых импульсов. Наконец, параметры, характеризующие оптопару с точки зрения гальванической развязки: сопротивление развязки Riso, максимальное напряжение Viso и проходная емкость Cf.

Входное устройство, входящее в структуру оптрона, предназначено для создания оптимальных условий работы излучателя (светодиода), для смещения рабочей точки в линейную зону ВАХ.

Входное устройство обладает достаточным быстродействием и широким диапазоном входных токов, обеспечивая надежность передачи информации даже при малом (пороговом) токе. Оптическая среда находится внутри корпуса, через нее передается свет от излучателя к фотоприемнику.

В оптронах с управляемым оптическим каналом имеется дополнительное устройство управления, через которое можно с помощью электрических или магнитных средств влиять на свойства оптической среды. На стороне фотоприемника сигнал восстанавливается, с высоким быстродействием преобразуясь из оптического в электрический.

Выходное устройство на стороне фотоприемника (например включенный в схему фототранзистор) призван преобразовать сигнал в стандартную электрическую форму, удобную для дальнейшей обработки в следующих за оптроном блоках. Оптопара зачастую не содержит входных и выходных устройств, поэтому ей требуются внешние цепи для создания нормального режима работы в схеме того или иного прибора.

Оптопары находят широкое применение в цепях гальванической развязки блоков различной аппаратуры, где есть низковольтные и высоковольтные цепи, цепи управления развязываются от силовых цепей: управление мощными симисторами и тиристорами, схемами реле и т. д.

В радиотехнических схемах модуляции и автоматической регулировки усиления используются диодные, транзисторные и резисторные оптроны. Через воздействие по оптическому каналу схема бесконтактно регулируется и выводится на оптимальный рабочий режим.

Оптопары настолько универсальны, что даже просто в качестве элементов гальванической развязки и бесконтактного управления применяются в настолько разнообразных отраслях и в таком количестве уникальных функций, что все и не перечислить.

Вот лишь некоторые из них: вычислительная техника, техника связи, автоматика, радиоаппаратура, системы автоматизированного управления, измерительные приборы, системы контроля и регулирования, медицинская техника, устройства визуального отображения информации и многое многое другое.

Применение оптопар на печатных платах позволяет добиться идеальной гальванической развязки, когда требования к изоляции высоковольтных и низковольтных, входных и выходных цепей по сопротивлению чрезвычайно высоки. Напряжение между цепями передатчика и приемника популярной оптопары PC817 составляет, например, 5000 В. Кроме того с помощью оптической развязки достигается чрезвычайно малая проходная емкость, порядка 1 пф.

При помощи оптопар очень просто реализуется бесконтактное управление, при этом сохраняется простор для уникальных конструкторских решений касательно непосредственно управляющих цепей. Немаловажно здесь и то, что совершенно отсутствует реакция приемника на источник, то есть информация передается однонаправленно.

Широчайшая полоса пропускания оптопары исключает ограничения накладываемые низкими частотами: при помощи света можно передавать хоть постоянный сигнал, хоть импульсный, причем с очень крутыми фронтами, что принципиально невозможно осуществить при помощи импульсных трансформаторов. Канал связи внутри оптопары абсолютно невосприимчив к воздействию электромагнитных полей, поэтому сигнал защищен от помех и наводок. Наконец, оптопары полностью совместимы с прочими электронными компонентами.

Current transfer ratio оптопары что это

оптрон это линейное (если быть точным не очень линейное) устройство — мало тока подал в светодиод -он немного откроется, побольше поддать — откроется полностью. так же это зависит от тока в транзисторе. так что читайте даташиты.

а так то — при 5 ма тока через диод и 10 кОм нагрузки в коллекторе транзистора — он должен полность открыться _получится лог 0. на выходе

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/quote

Цитата откуда-то из интернета:

Надо полагать, что нелинейность эта относительная, т.е. для аналогового сигнала не подходит, но для цифрового не должно доставлять неприятностей?

Читаю даташит на PC817 и в упор не вижу, зависимости выхода от входа.

Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

В статье описан практический опыт разработчика, применившего повышающий DC/DC-преобразователь MAX17225. В результате ряда практических экспериментов, потребовавших существенного обновления технической базы компании-разработчика, автор убедительно доказывает преимущества выбранного компонента и схемотехнической реализации. Увеличенное на 50% время автономной работы лучше других аргументов говорит об эффективности конвертеров MAX17225, а также о важности предварительной оценки элементной базы.

Fig 4 Fig 5 если не ошибаюсь.

ploop, точно — целую минуту подбирал термин, и не нашел ничего лучшего )

Представив двухъядерные беспроводные микроконтроллеры STM32WB для IoT-приложений, компания STMicroelectronics предлагает разработчикам экосистему, включающую в себя отладочные платы, примеры кода для микроконтроллера, готовое ПО всех уровней и большой массив документации.

Фиг 5 — это зависимость напряжения от тока светодиода для разных температур.
Фиг 4 — это зависимость коэффициента усиления по току от тока светодиода.

Вот и поди знай что в данном случае есть коэффициент усиления по току.

koyodza, спасибо за разъяснения. Наверное такой разброс CTR обусловлен низкой ценой этого оптрона.

TL431:

. здесь было написано слишком очевидное.

Распродажа паяльных станций ATTEN и аксессуаров!
Индукционная паяльная станция AT315D — 3 977 ₽, станция паяльная AT80D – 2177 ₽, станция паяльная AT936b – 1000 ₽!

Заходите в раздел акции и спецпредложения на сайте prist.ru, покупайте измерительные приборы, инструмент и паяльно-ремонтное оборудование по специальным ценам.

Не совсем. Вообще-то это целая микросхема, которая ведёт себя как стабилитрон на 2,5В, если замкнуть вход управления с катодом.
Когда на управляющем входе напряжение относительно анода больше чем 2,5В, управляемый стабилитрон открыт и течет ток по цепи анод-катод, когда меньше — закрыт и ток не течет. Часто используется в линейном режиме, когда есть ООС прямо с катода или с выхода схемы, в которой он применяется, но Вам нужен именно пороговый режим.
Для этого нужно собрать примерно такую схему, номиналы указаны для порогового напряжения 10В, максимального входного напряжения 30В, CTRmin=50%, напряжения в цепи нагрузки 24В и сопротивления нагрузки 10кОм
Для других исходных значений нужно пересчитать номиналы.

Для «спасибов» тут есть кнопочки + и — под надписью «Рейтинг сообщения» в каждом сообщении, не ленитесь их нажимать

ГОСТ 24613.19-77
Микросхемы интегральные оптоэлектронные и оптопары. Метод измерения коэффициента передачи по току

Купить ГОСТ 24613.19-77 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

• Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
• Курьерская доставка (7 дней)
• Самовывоз из московского офиса
• Почта РФ

Распространяется на оптопары и оптоэлектронные интегральные микросхемы и устанавливает метод измерения коэффициента передачи тока.

Переиздание (май 1984 г.) с Изменениями № 1, 2

Оглавление

1 Принцип и режим измерения

3 Проведение измерений и обработка результатов

4 Показатели точности измерений

Приложение (справочное) Информационные данные о соответствии ГОСТ 24613.19-77 СТ СЭВ 3790-82

Этот ГОСТ находится в:

• Раздел Экология
  • Раздел 31 ЭЛЕКТРОНИКА
    • Раздел 31.200 Интегральные схемы. Микроэлектроника

• Раздел Электроэнергия
  • Раздел 31 ЭЛЕКТРОНИКА
    • Раздел 31.200 Интегральные схемы. Микроэлектроника

Организации:

Optoelectronic integrated microcircuits and optocouplers. Method for measuring current transfer ratio

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

УДК 621.385.84.083 : 006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ

И ОПТОПАРЫ Метод измерения коэффициента передачи по току

Optoelectronic integrated microcircuits and optocouplers. Method for measuring current transfer

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 28 июня 1977 г. № 1628 срок введения установлен

Проверен в 1983 г. Постановлением Госстандарта от 30.12.83 № 6592

срок действия продлен до 01.01.89

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на оптопары и оптоэлектронные интегральные микросхемы (далее,— приборы) и устанавливает метод измерения коэффициента передачи тока.

Общие условия при измерении коэффициента передачи тока и требования безопасности — по ГОСТ 22613.0—81.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3790—82 в части измерения коэффициента передачи но току (см. справочное приложение).

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ПРИНЦИП И РЕЖИМ ИЗМЕРЕНИЯ

1.1. Принцип измерения основан на определении отношения разности выходного тока и тока утечки на выходе прибора к входному току.

1.2. Значения входного тока и обратного напряжения на выходе прибора устанавливают в стандартах или технических условиях на приборы конкретных типов.

1.1, 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 2).

1.3. (Исключен, Изм. № 2).

2Л. Измерение коэффициента передачи по току проводят на установке, структурная схема которой приведена на чертеже.

Gj—генератор постоянного тока; РА1, РЛ2—измерители постоянного тока; XI, Х2, ХЗ, Х4 — контакты проверяемого прибора;

D— проверяемый прибор; G2—генератор постоянного напряжения; РУ—измеритель постоянного напряжения.

2.2. Генератор постоянного тока G1 должен обеспечивать задание и поддержание входного тока с относительной погрешностью в пределах ±3%,

2.3. Генератор постоянного напряжения G2 должен обеспечивать задание и поддержание напряжения смещения на выходе оптоэлектронного коммутатора с относительной погрешностью в пределах ±10%.

2.4. Измерители постоянного тока РА1 и РА2 должны обеспечивать измерение входного и выходного токов с погрешностью в пределах ±3%.

2.1— 2.4. (Измененная редакция, Изм. № 2).

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Проверяемый прибор подключают к измерительной установке.

3.3. От генератора G1 устанавливают заданное значение входного тока /вх и по измерителю РА2 отсчитывают значение выходного тока /_Вых-

3.4. Коэффициент передачи по току К рассчитывают по формуле

Д — _ [ В Ы X-1 у г

Если ток утечки /_ут составляет менее 2% /_вых, его можно не учитывать.

3.1— 3.4. (Измененная редакция, Изм. № 2).

4. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. Погрешность измерения коэффициента передачи по току должна быть в пределах ±5% с доверительной вероятностью J>* = 0,997.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

о соответствии ГОСТ 24613.19-77 СТ СЭВ 3790—82

ГОСТ 24613.39-77 соответствует разд. 1 СТ СЭВ 3790-82. (Введено дополнительно, Изм. № 2).

Редактор М. В. Глушкова Технический редактор Ф, И. Шрайбштейн Корректор М. М. Герасименко

Сдано в н-аб. 06.03.84 Подп. в печ. 14.08.84 2,5 п л 2,5 уел. кр.-отт. 2,05 уч.-изд. л.

Тираж 8000 Цена 10 коп.

Ордера «Знак Почета» Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП,

Новопресненский пер., д. 3.

Вильнюсская типография Издательства стандартов, ул. Миндауго, 12/14. Зак. 1725

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Переиздание (май 1984 г.) с Изменениями I, 2, утвержденными в ноябре 1981 г., декабре 1983 г. (МУС 2—82, 4—841.

Оптроны. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Оптроны (оптопары) — электронные приборы, служащие для преобразования сигнала электрического тока в световой поток. Их световой сигнал передается через каналы оптики, а также происходит обратная передача и преобразование света в электрический сигнал.

Устройство оптрона состоит из излучателя света и преобразователя светового луча (фотоприемника). В качестве излучателя в современных приборах используют светодиоды. В старых моделях применялись маленькие лампочки накаливания. Две составные части оптопары объединены общим корпусом и оптическим каналом.

Виды и устройство оптронов

Существует несколько признаков, по которым можно классифицировать оптопары по группам. При разделении на классы оптронных изделий необходимо учитывать два фактора: тип фотоприемника и особенности общей конструкции прибора.

Первый признак классификации оптронов обуславливается тем, что у всех оптопар на входе расположен светодиод, поэтому возможности функционирования определяются свойствами устройства фотоприемника. Вторым признаком является исполнение конструкции, определяющее особенности использования оптрона.

Применяя такой смешанный принцип разделения, можно выделить три группы оптронных устройств:

• Элементарные оптопары.
• Оптоэлектронные микросхемы.
• Специальные оптопары.

Группы содержат в себе множество видов приборов. Для популярных оптопар применяются некоторые обозначения:

• Д – диодная.
• Т – транзисторная.
• R – резисторная.
• У – тиристорная.
• Т 2 – со сложным фототранзистором.
• ДТ – диодно-транзисторная.
• 2Д (2Т) – диодная дифференциальная, либо транзисторная.

Система свойств оптронных устройств основывается на системе свойств оптопар. Эта система создается из четырех групп свойств и режимов:

• Характеризует цепь входа оптопары.
• Характеризует выходные параметры.
• Объединяет степень действия излучателя на приемник света, и особенности прохода сигнала по оптопаре в качестве компонента связи.
• Объединяет свойства гальванической развязки.

Основными оптронными параметрами считаются свойства передачи и гальванической развязки. Важной величиной транзисторных и диодных оптронов считается коэффициент передачи тока.

Показателями гальванической развязки оптронов являются:

• Допустимое пиковое напряжение выхода и входа.
• Допустимое наибольшее напряжение выхода и входа.
• Сопротивление развязки.
• Проходная емкость.
• Допустимая наибольшая скорость изменения напряжения выхода и входа.

Первый параметр является наиболее важным. По нему определяют электрическую прочность оптрона, а также его способности применения в качестве гальванической развязки.

Эти параметры оптронов применимы и для интегральных микросхем на основе оптопар.

Обозначения оптопар на схемах

Диодные оптопары

Оптроны на диодах (рис. а) больше других устройств показывают уровень развития оптронной технологии. По значению коэффициента передачи определяют полезное действие преобразования энергии в оптопаре. Величины временных значений свойств дают возможность определить наибольшие скорости передачи информации. Соединение с диодным оптроном усилителей позволяет создать эффективные устройства передачи информации.

Транзисторные оптроны

Эти приборы (рис. с) отличаются некоторыми свойствами от других видов оптопар. Одним из таких свойств является возможность оптического управления по цепи светодиода, и по основной электрической цепи. Цепь выхода может также действовать в режиме ключа и линейном режиме.

Принцип внутреннего усиления дает возможность получения больших величин коэффициента передачи тока. Поэтому дополнительные усилители не всегда нужны. Важным моментом является небольшая инерционность оптопары, что допускается для многих режимов. Фототранзисторы имеют выходные токи намного больше, чем фотодиоды. Поэтому они применяются для коммутации различных электрических цепей. Все это достигается простой технологией транзисторных оптронов.

Тиристорные оптроны

Такие оптопары (рис. b) имеют большую перспективу для коммутации мощных силовых цепей высокого напряжения: по мощности, нагрузке, скорости они более подходящие, чем Т 2 оптопары. Оптроны марки АОУ 103 служат для применения в качестве бесконтактных выключателей в разных электронных схемах: усилителях, управляющих цепях, источниках импульсов и т.д.

Резисторные оптроны

Такие устройства (рис. d) называют фоторезисторами. Они значительно различаются от других типов оптронов своими особенностями конструкции и технологией изготовления. Основным принципом работы фоторезистора является эффект фотопроводности, то есть, изменения величины сопротивления при воздействии светового потока.

Дифференциальные

Рассмотренные выше оптопары способны передавать цифровые данные по гальванической развязке цепи. Важной проблемой является передача аналогового сигнала при помощи оптронов, то есть, создание линейности свойств передачи «вход-выход». Только при наличии таких свойств оптопар можно передавать аналоговые данные по гальванической развязке цепи без цифрового вида и импульсной передачи.

Такая задача решается диодными оптопарами, имеющими качественные шумовые и частотные характеристики. Трудность в решении этой задачи заключается в узком интервале линейности передающей характеристики и линейности диодных оптопар. Такие приборы только начинают прогрессировать в развитии, но за ними большое будущее.

Оптронные микросхемы

Эти микросхемы являются наиболее популярными классами моделей оптронных устройств, благодаря конструктивной и электрической совместимости оптронных микросхем с простыми видами, а также намного большей функциональности. Широкое применение получили коммутационные оптронные микросхемы.

Специальные оптроны

Такие образцы имеют значительные отличия от стандартных моделей приборов. Они выполнены в виде оптопар с оптическим каналом открытого вида. В устройстве таких моделей между фотоприемником и излучателем находится воздушный промежуток. Поэтому, при размещении в нем механических препятствий можно управлять светом и сигналом выхода. Оптроны с открытым каналом оптики используются вместо оптических датчиков, которые фиксируют наличие предметов, их поверхность, поворот, перемещение и т.д.

Применение оптронных устройств

• Подобные устройства используются для передачи данных между устройствами, которые не соединены электрическими проводами.
• Также оптопары используются для отображения и получения информации в технике. Отдельно необходимо отметить оптронные датчики, служащие для контроля объектов и процессов, отличающихся по назначению и природе.
• Заметен прогресс оптронной функциональной микросхемотехники, которая ориентирована на решение различных задач по преобразованию и накоплению данных.
• Полезной эффективностью стала замена больших недолговечных устройств электромеханического типа приборами оптоэлектронного принципа действия.
• Иногда оптронные компоненты применяются в энергетике, хотя это довольно специфические решения.

Контроль электрических процессов

Мощность светового потока от светодиода и величина фототока, который образуется в линейных цепях фотоприемников, напрямую зависит от тока проводимости излучателя. Поэтому по бесконтактным оптическим каналам можно передать информацию о процессах в цепях электрического тока, связанных проводами с излучателем. Наиболее эффективным стало применение излучателей света оптопар в датчиках, электрических изменений в силовых цепях высокого напряжения. Точная информация об аналогичных изменениях имеет важность для своевременной защиты источников и потребителей электроэнергии от чрезмерных нагрузок.

Стабилизатор с контрольным оптроном

Оптроны эффективно работают в стабилизаторах высокого напряжения. В них они образуют оптические каналы обратных связей отрицательной величины. Стабилизатор, изображенный на схеме, является прибором последовательного вида. При этом элемент регулировки выполнен на биполярном транзисторе, а стабилитрон на основе кремния работает в качестве источника эталонного опорного напряжения. Компонентом сравнения является светодиод.

При возрастании выходного напряжения, повышается и проводимость светодиода. На транзистор оптрона оказывает действие фототранзистор, при этом стабилизирует напряжение на выходе.

Достоинства оптронов

• Бесконтактное управление объектами, гибкость и разнообразие видов управления.
• Устойчивость каналов связи к электромагнитным полям, что позволяет создать защиту от помех и взаимных наводок.
• Создание микроэлектронных устройств с приемниками света, свойства которых могут изменяться по определенным сложным законам.
• Увеличение перечня функций управления сигналом выхода оптронов с помощью воздействия на материал канала оптики, создание приборов и датчиков для передачи данных.

Недостатки оптронов

• Малый КПД, вследствие двойного преобразования энергии, большой расход электроэнергии.
• Значительная зависимость работы от температуры.
• Большой собственный шумовой уровень.
• Технология и конструкция недостаточно совершенны, так как применяется гибридная технология.

Такие отрицательные моменты оптронов постепенно устраняются по мере развития технологии схемотехники и создания материалов. Большая популярность оптронов вызвана, прежде всего, уникальными свойствами этих устройств.

Current Transfer Ratio (CTR) and Response Time of Photocouplers / Optocouplers

1. Current Transfer Ratio (CTR)

The current transfer ratio (CTR) is a parameter similar to the DC current amplification ratio of a transistor (h_FE) and is expressed as a percentage indicating the ratio of the output current (I_C) to the input current (I_F).
CTR(%)=(I_C/I_F) x 100

The CTR has the following characteristics and is therefore as important as the insulation tolerance among the characteristics of a photocoupler.

• It depends on the current input to the LED (I_F)
• It is affected by the room temperature
• It changes with the operating time (age)

Sufficient care must therefore be taken with the CTR when designing; if design is not executed making enough allowance for these points, the output may be too small, causing malfunction.

Moreover, an AC (alternating current) input capable photocoupler has two LEDs (light emitting diodes) on the input side, so a CTR will also exist for each of these LEDs.

Even if I_F with the same positive and negative value is input, the value of the output current I_C will differ for each polarity of I_F, so care must be taken on these points as well.

i. CTR Dependency on LED Input Current (I_F)

The CTR depends on the LED input current (I_F), so as shown in Figure 1, the CTR decreases from a maximum point when the input current is both increased and decreased.

Figure 1 Example of CTR Dependency on I_F

It is particularly important that the positive and negative curves of the CTR vs. input current variation slope differ between the small current area (around I_F = 1 mA) and the large current area (around I_F = 20 mA).

In other words, the value of I_F should be designed larger than necessary because the output current I_C becomes substantially smaller as the value of I_F decreases in the small current area.

Conversely, in the large current area, the output current I_C does not become as large as expected even if the value of I_F increases, so the value of I_C should be designed less than your expectation.

ii. CTR Dependency on Temperature

Whereas the LED luminous efficiency has a negative temperature coefficient, hFE of the transistor has a positive temperature coefficient. Therefore, the CTR dependency on the temperature is a combination of these two parameters.

As shown in Figure 2, the CTR dependency on the temperature is normally realized by synthesizing the above two temperature coefficients.

Figure 2 Mechanism of CTR Dependency on Temperature

The diagram below shows an example of an actual product.

Figure 3 Example of CTR Temperature Characteristics

iii. Change of CTR over Operating Time

The CTR of a photocoupler is based mainly on the following factors.

• The luminous efficiency of the LED (light-emitting diode)
• The optical coupling efficiency between the LED and the photo-transistor
• The photo-electrical conversion efficiency and DC amplification (h_FE) of the photo-transistor

Figure 4 Example of Estimated Curve of CTR Change Over Time (Typical Values)

Figure 5 shows an example of the estimated life of a photocoupler according to differences in the LED input current (I_F) and the ambient temperature (T_A).

Figure 5 Example of Estimated Life of Photocoupler Based on CTR

2. Response Time

The response time of a photocoupler is similar to that of a transistor, and is expressed as follows.
t_f // R_L X h_FE X C_CB

R_L: Load resistance, h_FE: DC amplification, C_CB: Capacitance between collector and base

From this formula, t_f increases as the load resistance increases as shown in Figure 6, so for high-speed signal transfer, the load resistance must be designed as small as possible within the allowable rating range.

Figure 6. Response Time vs. RL Characteristics

However, when the load resistance is minimized, the transistor may not become completely ON and the output signal may be unstable unless the input current IF and output current IC are determined making sufficient allowance for factors such as the CTR specification range, the temperature characteristics, and the change over time.

Some examples of these characteristics are introduced below.

Figure 7 shows an example of the variation in the response time according to the ambient temperature (T_A).

Figure 7. Response Time vs. TA Characteristics

Figure 8 shows an example of the variation in the response time according to the input current (I_F).

Figure 8. Response Time vs. IF Characteristics

Figure 9 shows an example of the variation in the response time according to the power supply current (V_CC).

Figure 9. Response Time vs. VCC Characteristics