光電耦合器件

1、 8.1.4 光電耦合器件光電耦合器件 光電耦合器件是由光電耦合器件是由發(fā)光元件發(fā)光元件(如發(fā)光如發(fā)光二極管二極管)和和光電接收元件光電接收元件合并使用，以光合并使用，以光作為媒介傳遞信號的光電器件。作為媒介傳遞信號的光電器件。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同，可分為：根據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同，可分為： 用于實現(xiàn)用于實現(xiàn)電隔離電隔離的光電耦合器（光的光電耦合器（光電隔離器），電隔離器）， 用于檢測物體位置或用于檢測物體位置或檢測檢測有無物體有無物體的光電開關(guān)。的光電開關(guān)。 1. 光電耦合器光電耦合器 光電耦合器的發(fā)光元件和接收元件光電耦合器的發(fā)光元件和接收元件都封裝在一個外殼內(nèi)，都封裝在一個外殼內(nèi)， 封裝材

2、料：封裝材料： 金屬金屬 塑料。塑料。 發(fā)光器件采用發(fā)光器件采用砷化鎵砷化鎵發(fā)光二極管，發(fā)光二極管，管芯由一個管芯由一個PN結(jié)組成，結(jié)組成， 隨著正向電壓的增大，正向電流增隨著正向電壓的增大，正向電流增加，發(fā)光二極管產(chǎn)生的光通量也增加。加，發(fā)光二極管產(chǎn)生的光通量也增加。 光電接收元件可以是光電接收元件可以是光敏二極管光敏二極管和和光敏三極管光敏三極管，也可以是，也可以是達林頓光敏管達林頓光敏管。 圖8-21 光電耦合器組合形式 輸入輸出輸入輸出(a)(b) 輸 入輸 出輸 入輸 出(a)(b) 輸入輸出輸入輸出(a)(b) 為了保證光電耦合器有較高的靈為了保證光電耦合器有較高的靈敏度，敏度，

3、應(yīng)使發(fā)光元件和接收元件的波長應(yīng)使發(fā)光元件和接收元件的波長匹配匹配。 2. 光電開關(guān)光電開關(guān) 光電開關(guān)利用感光元件對變化的入光電開關(guān)利用感光元件對變化的入射光加以射光加以接收接收，并進行，并進行光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換，同時，同時加以某種形式的加以某種形式的放大放大和和控制控制， 從而獲得最終的控制輸出從而獲得最終的控制輸出“開開”、 “關(guān)關(guān)”信號的器件。信號的器件。 圖圖8-22為典型的光電開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。為典型的光電開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。發(fā) 光 元 件窗接 收 元 件殼 體導 線接 收 元 件發(fā) 光 元 件殼 體導 線(a)(b)反 射 物 圖圖(a)是一種透射式的光電開關(guān)，是一種透射式的光電開關(guān)，它的發(fā)光元件和

4、接收元件的它的發(fā)光元件和接收元件的光軸光軸是重是重合的。合的。 當不透明的物體位于或經(jīng)過它們之當不透明的物體位于或經(jīng)過它們之間時，會阻斷光路，使接收元件接收不間時，會阻斷光路，使接收元件接收不到來自發(fā)光元件的光，這樣就起到了檢到來自發(fā)光元件的光，這樣就起到了檢測作用。測作用。 圖圖(b)是一種反射式的光電開關(guān)。是一種反射式的光電開關(guān)。 發(fā)光元件窗接收元件殼體導線接收元件發(fā)光元件殼體導線(a)(b)反射物 它的發(fā)光元件和接收元件的光軸在它的發(fā)光元件和接收元件的光軸在同一平面且以某一角度相交，交點一般同一平面且以某一角度相交，交點一般即為待測物所在處。即為待測物所在處。 當有物體經(jīng)過時，接收元件將

5、接收當有物體經(jīng)過時，接收元件將接收到從物體表面反射的光，沒有物體時則到從物體表面反射的光，沒有物體時則接收不到。接收不到。 光電開關(guān)的光電開關(guān)的特點：特點： 小型、高速、非接觸，而且與小型、高速、非接觸，而且與TTL、 MOS 等電路容易結(jié)合。等電路容易結(jié)合。 用光電開關(guān)檢測物體時，大部分只用光電開關(guān)檢測物體時，大部分只要求其輸出信號有要求其輸出信號有“高高低低” (10) 之之分即可。分即可。 圖圖8 - 23 是光電開關(guān)的基本電路示例。是光電開關(guān)的基本電路示例。 圖8-23 光電開關(guān)的基本電路 R VccCD4584(a)R Vcc(b)R Vcc(c)SN7414 R VccCD4584

6、(a)R Vcc(b)R Vcc(c)SN7414 CD4584 雙列雙列14腳封裝腳封裝 六非門（施密特觸發(fā)器）六非門（施密特觸發(fā)器） 互補互補MOS 電源電壓：電源電壓：715 v R VccCD4584(a)R Vcc(b)R Vcc(c)SN7414 圖（圖（a）、（）、（b）表示負載為）表示負載為CMOS比較器比較器等等高輸入阻抗高輸入阻抗電路時電路時的情況，的情況， R VccCD4584(a)R Vcc(b)R Vcc(c)SN7414 SN7414 雙列雙列14腳封裝腳封裝 六非門（施密特觸發(fā)器）六非門（施密特觸發(fā)器） 雙極型低功耗雙極型低功耗TTL 電源電壓：電源電壓：5 v 圖（圖（c）表示用晶體管放大光）表示用晶體管放大光電流的情況。電流的情況。 光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自光電開關(guān)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、自動化包裝線及安全裝置中作為光控制和動化包裝線及安全裝置中作為光控制和光探測