Оптопара PC814
Корпус DIP4
1. Общая классификация и архитектура
- Тип устройства: Оптоэлектронный элемент, обеспечивающий одностороннюю гальваническую развязку между электрическими цепями.
- Архитектура: Оптрон с одним каналом. Фотоприемник представляет собой кремниевый NPN фототранзистор.
- Структура канала: Вход: Арсенид-галлиевый инфракрасный светоизлучающий диод (GaAs IR LED). Выход: Фототранзистор с открытым коллектором. Вывод базы транзистора не доступен.
- Основная функция: Передача цифрового сигнала через оптический барьер с обеспечением электрической изоляции.
2. Параметры входной цепи (светодиод)
- Прямое напряжение светодиода (VF):
- Максимальное: 1.4 В (при IF = 20 мА).
- Типовое: 1.2 В.
- Прямой ток светодиода (IF):
- Непрерывный (макс.): 50 мА.
- Рекомендуемый рабочий диапазон для обеспечения долговечности: 5 мА - 20 мА.
- Обратное напряжение светодиода (VR): 5 В (максимально допустимое).
3. Параметры выходной цепи (фототранзистор)
- Напряжение коллектор-эмиттер в закрытом состоянии (VCEO): 80 В (максимально допустимое).
- Ток коллектора (IC): Непрерывный (макс.): 50 мА.
- Ток утечки коллектора в закрытом состоянии (ICEO):
- Максимум: 100 нА (при VCE = 30 В, IF = 0).
- Насыщенное напряжение коллектор-эмиттер (VCE(sat)):
- Максимум: 0.4 В (при IF = 5 мА, IC = 0.5 мА).
- Максимум: 0.4 В (при IF = 20 мА, IC = 2.0 мА).
4. Параметры передачи (CTR)
- Коэффициент передачи тока (CTR, Current Transfer Ratio):
- Минимальное значение: 50 % (при IF = 5 мА, VCE = 5 В).
- Типовое значение: 80 %.
- Максимальное значение: 600 %.
- CTR имеет большой разброс от экземпляра к экземпляру и сильную зависимость от температуры (отрицательный ТК).
5. Параметры быстродействия
- Время переключения (зависит от нагрузки и тока светодиода):
- Время включения (ton): 3 мкс (макс., при IF = 10 мА, RL = 100 Ом, VCC = 5 В).
- Время выключения (toff): 3 мкс (макс., при тех же условиях).
- Частотная полоса пропускания: При работе с резистивной нагрузкой может передавать цифровые сигналы с частотой десятки-сотни килогерц.
6. Параметры гальванической развязки
- Выдерживаемое изоляционное напряжение (VISO):
- Действующее значение (синусоида, 60 сек): 5000 В (среднеквадратичное).
- Импульсное (1.2/50 мкс волна): 6000 В (пиковое).
- Сопротивление изоляции (RISO): 1011 Ом (мин., при VISO = 500 В постоянного тока).
- Емкость между входом и выходом (CIO): 1.0 пФ (тип., при f = 1 МГц, V = 0 В).
7. Общие электрические параметры
- Температурный диапазон работы: Параметры гарантируются в полном диапазоне рабочих температур.
- Долговременная стабильность: Светодиод подвержен деградации, особенно при работе на максимальных токах и высоких температурах, что приводит к постепенному снижению CTR.
8. Тепловые и механические параметры
- Корпус: DIP-4 (DIL-4), пластиковый, сквозной монтаж, 4 вывода.
- Диапазон рабочей температуры окружающей среды (TA): от -55°C до +100°C.
- Диапазон температуры хранения (Tstg): от -55°C до +125°C.
9. Рекомендации для стабильной и надежной работы
- Ограничение тока светодиода: Входная цепь обязательно должна содержать последовательный токоограничивающий резистор. Его номинал рассчитывается по закону Ома: RIN = (VCC_IN - VF) / IF. Для надежного срабатывания при минимальном CTR и в худших температурных условиях рекомендуется расчет на IF = 10-20 мА.
- Выходная нагрузка: Фототранзистор требует подтягивающего резистора (RL) между коллектором и положительной шиной питания выходной стороны. Его номинал определяет:
- Логический уровень "1" на выходе.
- Скорость переключения (чем меньше RL, тем быстрее, но больше потребление).
- Выходной ток.
- Типовые значения: от 1 кОм до 10 кОм.
- Ускорение выключения: Поскольку база фототранзистора недоступна, для ускорения времени выключения можно подключить резистор между коллектором и эмиттером (параллельно переходу коллектор-эмиттер). Это создает альтернативный путь для разряда емкости перехода. Номинал такого резистора обычно на порядок выше RL (например, 10-100 кОм).
- Развязка по питанию: Для подавления помех рекомендуется устанавливать керамический конденсатор 0.1 мкФ параллельно светодиоду (со стороны входной цепи) и параллельно выводам коллектор-эмиттер фототранзистора (со стороны выходной цепи), в непосредственной близости от корпуса оптрона.
- Учет разброса и старения: При проектировании критичных цепей (например, обратной связи в источниках питания) необходимо рассчитывать входной ток на минимальное значение CTR после старения и при максимальной рабочей температуре, чтобы гарантировать срабатывание в худшем случае.