光電耦合器和MOSFET之間的差異

介紹

光電耦合器/光耦合器和固態(tài)繼電器(光電MOSFET或光耦MOSFET(OCMOS FET))在保持電隔離的同時(shí)傳輸信號(hào)，但存在一些重要差異。

結(jié)構(gòu)差異

下圖顯示了光電耦合器和OCMOS FET的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

如左邊的光電耦合器所示，當(dāng)發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)亮光電晶體管時(shí)，光會(huì)產(chǎn)生從集電極流向光電晶體管基極的光電流。因此，當(dāng)LED不亮?xí)r，光電晶體管被切斷，當(dāng)LED強(qiáng)烈點(diǎn)亮?xí)r，從集電極流向基極的大光電流，光電晶體管穩(wěn)定導(dǎo)通。與基極集電極簡(jiǎn)單地短路不同，即使集電極-發(fā)射極電壓小于晶體管的基極-發(fā)射極正向電壓，光電流仍然流動(dòng)，光電晶體管是導(dǎo)電的。

另一方面，如上圖所示，OCMOS FET集成了光伏電池，當(dāng)LED亮起時(shí)，光伏電池對(duì)柵極電容充電以增加?xùn)旁措妷海诮油ㄐ陀|點(diǎn)的情況下打開(kāi)MOSFET。對(duì)于斷斷型觸點(diǎn)，F(xiàn)ET在無(wú)柵源電壓的情況下具有導(dǎo)電性。然而，當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r，光伏電池反向偏置柵源電壓，切斷FET。當(dāng)成組型OCMOS FET關(guān)閉時(shí)，光伏電池不僅停止充電，而且內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，迫使柵極放電。結(jié)果，柵極-源極電壓立即下降。

OCMOS FET中的兩個(gè)FET反向串行連接在一起。因此，當(dāng)OCMOS FET導(dǎo)電時(shí)，兩個(gè)FET都是雙向?qū)щ姷摹Ｈ欢?dāng)OCMOS FET不導(dǎo)電時(shí)，只有正向的FET與施加的電壓切斷，而另一個(gè)FET的寄生二極管導(dǎo)通。

特征差異

由于上述結(jié)構(gòu)差異，光電耦合器和OCMOS FET具有以下特性差異：

1. 雖然光電耦合器在輸出中僅傳導(dǎo)直流(直流電)，但OCMOS FET可以在場(chǎng)效應(yīng)管中同時(shí)傳導(dǎo)直流和交流(交流電)

2. 通常，光電耦合器的工作速度以微秒或更快為單位，而OCMOS FET的工作速度則慢至毫秒。

3. 雖然光電耦合器的輸出導(dǎo)通特性因輸入電流值而異，但OCMOS FET的輸出導(dǎo)通特性與輸入電流值無(wú)關(guān)。

4. 通常和理論上，光電耦合器變得與輸入相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電。但是，OCMOS FET有兩種：一種是傳導(dǎo)的(a觸點(diǎn)：使接型觸點(diǎn))，另一種是當(dāng)施加輸入時(shí)斷開(kāi)(b觸點(diǎn)：斷點(diǎn)型觸點(diǎn))。

因此，雖然OCMOS FET不能像光電耦合器那樣高速運(yùn)行，但OCMOS FET可以用小輸入電流(小至幾毫安)切換交流電和安培范圍內(nèi)的大電流。

應(yīng)用差異

通常，光電耦合器僅用于傳輸直流信號(hào)。其應(yīng)用包括傳統(tǒng)數(shù)字電路中的脈沖傳輸和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中誤差反饋電路的模擬直流信號(hào)傳輸。

脈沖傳輸(在傳統(tǒng)數(shù)字電路中)

模擬直流信號(hào)傳輸(用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等的錯(cuò)誤反饋電路)

另一方面，由于OCMOS FET的工作速度比光電耦合器慢，因此很少用于信號(hào)傳輸。然而，由于MOSFET的雙向?qū)ê偷蛯?dǎo)通電阻特性，它主要用作間歇交流信號(hào)的“電子開(kāi)關(guān)”。因此，OCMOS FET也稱為固態(tài)繼電器(SSR)。

審核編輯：湯梓紅