當信号從輸入側傳輸至輸出側時，光耦是一種即使在電氣隔離狀态下也能在電路之間傳輸信号的器件。在光耦内部，通過使用發光器件将電輸入信号一次轉換為光信号，然後使用光電檢測器件将光信号轉換為電信号之後再将其輸出。在FA、OA以及家用電子設備中，不同的直流和交流電源系統均安裝在同一塊電路闆中，信号在這些系統之間傳輸。如果直接連接這些系統，操作時可能會出現安全問題。通過使用光耦，即使在這種情況下，也可在電氣隔離狀态下傳輸信号。

1.連接具有不同接地電位的電路

例如，當信号在使用交流線路電源的電路與電話電路之間交換時，由于其接地電位不同，因此無法将其連接至公共接地點。光耦用于将信号傳輸至具有不同接地電位的電路。

2.防止共模噪聲的影響

例如，如欲使用基于微弱信号運行的微處理器控制大負載（例如，電機和螺線管），由這類負載産生的大共模噪聲可能會通過地線嚴重影響微處理器的運行。這種情況下，使用具有電氣分隔功能的光耦可預防誤動作。

3.人身安全

家用電子産品由交流電源線供電，必須确保安全，以防止人體直接接觸交流電源線。每個國家均制定了産品必須遵循的安全标準。為實現電氣隔離（例如，預防電擊），可将光耦用作符合安全标準的元器件。

光耦是由在内部組合在一起的輸入側的LED和輸出側的光電檢測器組成的産品。光耦産品會因輸出側光電檢測器的類型而有所不同。光耦産品的主要類型包括晶體管輸出光耦、IC輸出光耦、雙向可控矽輸出光耦和MOSFET輸出光耦（稱為“光繼電器”）。此外，光耦的功能包括信号隔離、反饋檢測、預驅電路和隔離開關功能。

1.晶體管輸出光耦／晶體管耦合器

當光耦首次面市時，當時可用的隻有這個類型。由于其成本低并且高通用性，這類産品仍是市場上使用最多、應用範圍較廣的一種産品。一些産品具有高傳輸比、高擊穿電壓和低輸入驅動等特性。從功能上看，晶體管輸出光耦廣泛用于信号隔離、反饋檢測和隔離開關。

2.IC輸出光耦／IC耦合器

IC輸出光耦是通過集成光電檢測器件以實現高速和功能整合的一款光耦。晶體管輸出型光耦可傳輸至少幾個kHz至幾十個kHz的信号，而該光耦可傳輸大約1至50MHz的高速信号。大緻有三個産品組：1）用于邏輯信号傳輸的通用産品組；2）具有作為功率器件（IGBT）的預驅IC功能的産品組；3）具有電流／電壓反饋功能的産品組。

3.雙向可控矽輸出光耦／雙向可控矽耦合器

這類光耦通常用作隔離開關，用于控制直接連接家庭、辦公室和工廠等場所使用的100Vrms或200Vrms商用電源的交流負載（例如，電機和螺線管）。使用具有較高擊穿電壓的雙向可控矽元件，在實施電氣隔離的同時，可采用約12mA的低電流執行開關控制。一個器件隻能控制約100mA的交流電流。但将此光耦用作主雙向可控矽的預驅IC，即可控制高達數安培的交流電流。

4.MOSFET輸出光耦／光繼電器

此光耦在輸出階段有兩個連接共源極的MOSFET，并且具有與機械式繼電器或引線式繼電器相同的功能。由于MOSFET的電壓電流特性具有線性輸出特性，因此該器件的獨特之處在于其不僅可用作簡易開關，而且還可開關模拟信号。

晶體管輸出

IC輸出

雙向可控矽輸出

MOSFET輸出（光繼電器）

對于光耦，封裝内部的結構也會根據所需的隔離性能、封裝尺寸和内部芯片尺寸等條件而相應變化。

1.單模面對面型

裝有LED的框架和裝有光電檢測器的框架面對面（透射）并模制成型。矽樹脂用作LED與光電檢測器之間的光傳輸部分。

2.單模面對面型（帶有聚酰亞胺薄膜）

為增加輸入與輸出之間的隔離電壓，在LED與光電檢測器之間插入聚酰亞胺薄膜。

3.雙模面對面型

此光耦采用面對面式結構，内部為白色模制成型部分，外部為黑色模制成型部分。光傳輸部分的白色模具材質為具有高紅外光透射率的樹脂。

4.反射型

此光耦的結構為在同一平面上裝有LED的框架以及裝有光電檢測器的框架。稱為“反射式”是因為在矽樹脂内部反射的LED光到達光電檢測器。

①機體②窗口③檢測器④LED⑤薄膜

面對面型單模

面對面型帶薄膜的單模

面對面型雙模

反射型

原則上，可通過向輸入側LED施加等于或大于電壓VF的正向電壓來操作光耦。這種情況下，雖然電源電壓有一定程度的靈活性，但必須使用限流電阻器使輸入正向電流IF保持在絕對最大額定值以下。在反方向上，必須在輸入反向電壓VR的指定範圍内使用光耦。

例如：晶體管輸出光耦TLP185示例（SE）

備注：脈沖寬度≦100㎲，頻率＝100㎐

絕對不能超過絕對最大額定值；必須預防這種狀況。請注意，在某些産品中還為輸入正向電流（脈沖）指定了絕對最大額定值。在任何情況下，電路設計必須保證能同時使各種特性保持在其絕對最大額定值以下。

例如：晶體管輸出光耦TLP185示例（SE）

備注：脈沖寬度≦100μs，頻率＝100Hz

對于晶體管輸出光耦，當LED電流IF傳遞至輸入側時，集電極電流IC在輸出側流動。Ic與IF的傳輸比稱為電流傳輸比（CTR），并由以下公式定義：CTR＝（IC／IF）×100（%）與晶體管的hFE一樣，電流傳輸比是晶體管輸出光耦的一個重要參數。

然而，對于IC輸出光耦、光繼電器和雙向可控矽輸出光耦，輸入電流IF的電流阈值反轉為輸出狀态以便在輸出側工作，将其定義為輸入電流阈值；而對于光繼電器和雙向可控矽輸出光耦，該值被定義為LED觸發電流。當使用以上任何一種光耦和光繼電器時，必須針對驅動LED電流設置一個等于或大于數據表中寫入的“輸入電流阈值（最大值）”或“LED觸發電流（最大值）”的數值。

在光耦中，主要影響為LED（而非光電檢測器）會随着時間的推移而出現老化。随着LED發光的時間增加，LED的光輸出劣化。因此，利用在用LED随時間劣化的相關數據，可估計光輸出下降率。在設計電路時，根據要使用設備的使用環境以及總的發光時間來計算光輸出的變化率，并反映在LED初始正向電流（IF）的初始值中。

介電強度是定義輸入與輸出之間的介電耐壓量的一個電壓。對于适用于光耦的組件标準，美國的UL标準和德國的VDE标準對測量輸入-輸出絕緣性能的測試方法和驗收标準的定義完全不同。

當光耦作為“隔離”手段安裝在設備中以确保安全（例如，防止人體遭電擊）時，光耦可能會受到安全标準的限制。包括用于确保安全的标準和準則在内，與電力相關的各類項目均已标準化。安全标準分為适用于最終産品的設備标準以及适用于單個光耦的元器件标準。

每個國家都有基于國際電工委員會（IEC）标準制定的自有安全标準。典型的标準包括美國的UL标準、德國的VDE标準和英國的BSI标準。适用于光耦的美國UL标準和德國VDE标準對測量輸入-輸出絕緣性能的測試方法和驗收标準有完全不同的定義。

• UL：該測試使用介電強度測試法，通過施加高壓時是否發生介電擊穿來判斷絕緣性能。
• VDE：該測試使用局部放電測試法，通過檢查局部電暈放電産生的電荷是否不超過5pC來判斷絕緣性能。

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