光耦合器也稱為光隔離器、光電耦合器或光隔離器,是利用光在兩個隔離電路之間傳輸電信號的組件。數字CMOS隔離器是使用高頻載波在兩個隔離電路之間傳輸電信號的元件。光耦合器和數字隔離器都用于防止高電壓影響接收信號的系統。
圖1a顯示了光耦合器的基本形式。信號輸入可以被視為發射單元(LED),信號輸出可以被視為接收單元(光電探測器或其他類型的光敏半導體元件)。流過LED的電流導致發射的光通過電介質,在那里它撞擊光電檢測器,導致電流流動,使輸出晶體管偏置。發射和接收單元都包含在單個密封封裝中,輸入和輸出之間有絕緣膜或電介質。
同樣,圖1b顯示了數字隔離器的基本形式。兩個相同的半導體芯片在標準IC封裝內連接在一起,形成由差分電容隔離柵隔開的RF發射器和接收器。數據使用簡單的開/關鍵(OOK)從輸入傳輸到輸出。當Vin為高電平時,發射器產生一個RF載波,該載波穿過隔離柵傳播到接收器。
四十多年來,光耦合器一直是無可爭議的信號隔離解決方案,但數字隔離器因其卓越的性能和可靠性而變得越來越流行。硅隔離技術的最新突破使這些改進成為可能。CMOS數字隔離器使設計人員能夠創建比競爭光耦合器解決方案更低的成本、更小的尺寸、更高的性能、更低的功耗和更可靠的隔離電路。
數字隔離器相對于競爭光耦合器的優勢包括:
定義明確的關鍵工作參數,隨電壓、溫度和器件使用年限變化不大
隔離器容易受到溫度、電流和/或器件老化等重大變化的影響,迫使設計人員放棄設計裕量,從而降低系統性能。在依賴于緊密時序關系的孤立高速數據系統中尤其如此。
高可靠性
HEV/EV、太陽能和風能系統等應用現在要求隔離器壽命為20+年,并且通常在超過120°C的高溫環境中運行。
最小的電磁干擾(EMI)和高外部電磁場抗擾度
EMI是潛在數據損壞的來源,特別是在采集低振幅信號的醫療應用中,例如心電圖儀(ECG)。外部磁場和電場會降低系統性能,因此隔離器件抑制外部磁場干擾的能力至關重要。
易于使用
最好的隔離設備有據可查、可預測、可靠且直觀易應用;以下各段將詳細介紹這些要點。
應用包括:
電源解決方案
電動/混合動力汽車
審核編輯:劉清
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原文標題:光耦合器和光隔離器的不同點
文章出處:【微信號:國晶微第三代半導體碳化硅SiC,微信公眾號:國晶微第三代半導體碳化硅SiC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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