光電耦合器是把發(fā)光二極管和光敏晶體管或光敏晶閘管封裝在一起，通過光信號，實現(xiàn)電信號傳遞的器件。由于光電耦合器輸入與輸出之間沒有直接的電氣聯(lián)系，電信號是通過光信號傳遞的，所以也稱光電隔離器。
1．光電耦合器的結(jié)構(gòu)和特點
光電耦合器由發(fā)光源(輸入)端和受光器(輸出端)兩部分組成，并由不透明材料封裝在一起。當在輸入端加正向電壓時，發(fā)光二極管點亮，照射光敏晶體管(或晶閘管)使之導(dǎo)通，產(chǎn)生輸出信號。
光電耦合器具有如下特點：
1)光電耦合器的信號傳遞采取電—光—電形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，因此其絕緣電阻可高達1010ω以上，并能承受2000v以上的高壓。被耦合的兩個部分可以自成系統(tǒng)不“共地”，能夠?qū)崿F(xiàn)電控系統(tǒng)強電部分與弱電部分隔離，避免干擾由輸出通道竄入控制微機。
2)光電耦合器的發(fā)光二極管是電流驅(qū)動器件，能夠吸收尖峰干擾信號，所以具有很強的抑制噪聲干擾能力。
3)光電耦合器作為開關(guān)應(yīng)用時，具有耐用，可靠性高和高速等優(yōu)點，響應(yīng)時間一般為數(shù)微秒以內(nèi)，高速型光電耦合器的響應(yīng)時間有的甚至小于10ns。
2．晶體管輸出型光電耦合器驅(qū)動接口設(shè)計
在機電系統(tǒng)的控制輸出接口設(shè)計中，晶體管輸出型光電耦合器主要用于實現(xiàn)電信號之間的隔離。
在這種場合應(yīng)用時，應(yīng)考慮兩個參數(shù)：電流傳輸比ctr與時間延遲。
電流傳輸比是指光電晶體管的集電極電流ic與發(fā)光二極管的電流if之比，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器的電流傳輸比相差很大。
比如：輸出端是單個晶體管的光電耦合器4n25的電流傳輸比ctr≥20％，而輸出端使用達林頓管的光電耦合器4n33的電流傳輸比ctr～500％。電流傳輸比受發(fā)光二極管的工作電流if影響，當if為10—20ma時，電流傳輸比最大。
時間延遲是指光電耦合器在傳輸脈沖信號時，輸出信號與輸入信號間的延遲時間。
發(fā)光二極管限流電阻的取值由下式計算：
式中，vcc為電源電壓；vf為發(fā)光二極管管壓降，取1.5v；vd為驅(qū)動器壓降，取0.5v；if為發(fā)光二極管工作電流。
若if取10ma，則