2. Transistor trường MOSFET loại có kênh tạo sẵn
5.6. Ghép quang (opto couplers)
Bộ ghép quang (opto couplers, photo coupled pairs…) dù ng để truyền đạ t tín hiệu đồng thời tạ o sự cá ch điện giữa cá c mạ ch điện. Ngoài ra còn đư ợ c dù ng để trá nh cá c vòng đất (ground circuit) gây nhiễu trong mạ ch điện. Sự truyền đạ t tín hiệu đư ợ c thực hiện qua á nh sá ng.
Thông thư ờng bộ ghép quang gồm có một nguồn bức xạ á nh sá ng và một bộ thu á nh sá ng. Nguồn phá t á nh sá ng là một diode hồng ngoaị có bư ớ c sóng 650 – 950 nm, dòng điện thuận 1-30 mẠ Phần thu có thể là quang trở, photo diode, photo transistor, photo transistor trư ờng hoặc photo thyristor…Nă ng lư ợ ng bức xạ có thể chiếu trực tiếp lên bề mặt của linh kiện nhận tia sá ng hoặc qua môi trư ờng dẫn quang (coplanar). Cá c bộ phá t và thu á nh sá ng đư ợ c đặt trong môi trư ờng quang học và chúng hoàn toàn cá ch biệt vớ i nhau về mạ ch điện.
Đ ầu tiên tín hiệu điện đư ợ c phần phá t (LED hồng ngoạ i) trong bộ ghép quang biến thành tín hiệu á nh sá ng, sau đó tín hiệu á nh sá ng đư ợ c phần nhận biến thành tín hiệu điện.
Tuỳ theo từng loạ i ghép quang, tần số truyền đạ t tín hiệu có thể lên đến 20MHz. Bộ ghép quang đư ợ c đặt trong một vỏ nhựa loạ i DIP (Dual in line plastic) bảo vệ. Vỏ nhựa này chắn sá ng và cá ch điện.
Các tính chất của bộ ghép quang
Khi sử dụng bộ ghép quang cần chú ý cá c thông số sau:
- Đ ộ cá ch điện: đó là điện trở rò giữa ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép quang. Vớ i điện á p UI/O = 500v, nhiệt độ 175oC điện trở cá ch điện phải đạ t Rcđ≥109
Ω.
-Hệ số truyền đạ t (current transter ratio- CTR) là tỉ số giữa dòng đầu ra so vớ i dòng điện đầu vào của bộ ghép quang (tính theo %): CTR = Ira/Iv
- Dải tần số làm việc tuỳ theo từng loạ i vật liệu chế tạ o mà bộ ghép quang có tần số giớ i hạ n khá c nhau:
Bộ ghép quang photo transistor có fgh: 250KHz Bộ ghép quang photo diode có fgh: 2MHz
Bộ ghép quang có bộ phận nhận là mạ ch tổ hợ p (IC) có fgh: 20 MHz Ghép quang thư ờng đư ợ c dù ng trong cá c thiết bị ghép nối như ghép nối thiết bị ngoạ i vi vớ i má y tính để đảm bảo an toàn cho má y tính khi cá c thiết bị ngoạ i vi có sự cố về điện, cá c mức điện á p đư a từ thiết bị ngoạ i vi vào má y tính không đư ợ c khống chế ở mức điện á p phù hợ p vớ i mức chuẩn lôgic. Ghép quang có tốc độ truyền rất nhanh (1 Mbit/s). Hình 5.14 là ký hiệu cá c loạ i ghép quang.
Hình 5.15 là sơ đồ điều khiển dòng một chiều dù ng mạ ch ghép quang 4N25. Khi điện á p ở lối vào X của phần tử đảo thuộc họ CMOS 4069 ở mức cao, lối ra Y ở mức điện á p thấp (0V). Dòng vào diode phá t quang I1 =10mA, LED phá t sá ng làm cho photo transistor của mạ ch 4N25 thông, điện á p trên Anod của D1 tụt xuống mức thấp, diode cấm, T1 cấm, T2 cấm, đè n tắt. Khi
a)
c) d)
b)
lối vào X ở mức thấp (0V), lối ra ở mức cao (+ 5V) diode phá t quang không có dòng qua, nó không phá t sá ng. Dòng tối của photo transistor nhỏ, điện á p colectơ của nó ở mức cao, D1 thông mạ ch, T1 thông, T2 thông mạ ch điều khiển bóng đè n điện á p 24V dòng 350mA phá t sá ng. Như vậy lối vào X điều khiển lối vào mạ ch ghép quang nhỏ vẫn có thể điều khiển đóng, ngắt một dòng lớ n ở lối rạ Lối vào và lối ra hoàn toàn cá ch biệt nhau về phư ơng diện mạ ch điện.