[实用新型]高速率光耦集成芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子元器件技术领域，特别是一种用于高速率光耦集成芯片。

背景技术

光耦为光耦合器、光电隔离器的简称，是以光为媒介传输电信号，对输入电信号和输出电信号具有良好的隔离作用，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高，因此在电路中得到广泛应用。光耦一般由三部分组成：光的发射、光的接收以及信号的放大，输入电信号驱动发光二极管，使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。

普通晶体管光耦的电气原理如图1所示，EM为输入端芯片，即光发射部分，光敏二极管PD与晶体管T1构成输出端光敏芯片，其中光敏二极管PD为光接收部分，晶体管T1为信号放大部分，R_L为输出负载电阻，阻值范围为100~5.1kΩ。普通晶体管光耦工作过程中，由于晶体管T1的be两端的结电容通过晶体管T1放大使得T1的ce端产生大于be端数百倍的电容，从而使得晶体管T1导通后即处于深度饱和状态，而晶体管T1的截止时间不仅取决于负载电阻R_L，还取决于ce端电容的放电速度，因此当负载电阻R_L一定、晶体管T1处于深度饱和状态时，ce端电容的放电速度则很慢，也就造成了晶体管T1的开关速度越低。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种在负载电阻恒定时、提高输出速率的光耦集成芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

高速率光耦集成芯片，光耦包括光发射部分、光接收部分以及信号放大部分，所述光耦的光接收部分和信号放大部分增加第二晶体管T2和二极管D；所述第二晶体管T2的集电极分别与光敏二极管PD的正极和第一晶体管T1的基极连接，第二晶体管T2的发射极接地，第二晶体管T2的基极连接第一晶体管T1的发射极；所述二极管D的正极连接第一晶体管T1发射极，二极管D的负极接地。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型通过在光耦的输出端光敏芯片中增加第二晶体管T2和二极管D，能够使第一晶体管迅速脱离深度饱和状态，加速第一晶体管的结电容放电，降低了第一晶体管的be端结电容作用，在输出负载电阻恒定时，大大提高了光耦的输出速率。

附图说明

图1为普通光耦的电气原理图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

普通晶体管光耦包括光发射部分、光接收部分以及信号放大部分，光发射部分为输入端芯片，光接收部分和信号放大部分为输出端光敏芯片。输出端光敏芯片包括光敏二极管PD、第一晶体管T1以及输出负载电阻R_L，其中光敏二极管PD的正极与第一晶体管T1的基极连接，光敏二极管PD的负极连接第一晶体管T1的集电极，第一晶体管T1的发射极接地；第一晶体管T1的集电极还经输出负载电阻R_L连接电源。

本实用新型中，为提高普通晶体管光耦的输出速度，在光耦的光接收部分和信号放大部分增设了第二晶体管T2和二极管D，如图2所示。其中第二晶体管T2的集电极分别与光敏二极管PD的正极和第一晶体管T1的基极连接，第二晶体管T2的发射极接地，形成分流支路；第二晶体管T2的基极连接第一晶体管T1的发射极，形成放电支路；二极管D的正极连接第一晶体管T1发射极，二极管D的负极接地，形成限压支路。

本实施例在工作过程中，当普光耦的光发射部分发光时，光敏二极管PD感光产生10~30μA的光敏电流，光敏二极管PD的光敏电流在触发第一晶体管T1基极使第一晶体管T1导通的同时，第二晶体管T2也会有5~20μA的电流I_C2流过。由于第一晶体管T1和二极管D的同时作用，可使第一晶体管T1脱离深度饱和状态，并使第一晶体管T1的be端结电容电流通过第二晶体管T2的ce端放电，降低了第一晶体管T1的be端结电容作用，加快了输出速率。

在本实施例中，当输出负载电阻R_L取值1.9 kΩ时，光耦的工作频率可达100kHz，大大高于使用本实用新型方法以前普通光耦的输出速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，分流支路、限压支路以及放电支路还可以是其他元器件构成的电路结构。因此凡在本实用新型的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本实用新型的保护范围之内。