光电晶体管耦合器信号接口设计示例
下图显示了使用光电晶体管耦合器将5V信号转换为10V信号的接口电路示例。
我们应该如何设计LED输入侧的电阻RIN和光电晶体管输出侧的电阻RL？
我们应该如何选光电晶体管耦合器的CTR？
这些问题将在下一页通过以下步骤进行解释。
第1步：设计LED输入电流IF及输入侧电阻RIN
第2步：根据IF和CTR计算输出电流
第3步：设计输出侧电阻RL
第4步：检查每个设计常数
DC5V与DC10V的接口电路
第1步：设计LED输入电流和输入电阻RIN。
光耦的输入电流（IF）是多少？
它将由（1）输入电源电压（5V），（2）限流电阻（RIN）和（3）LED正向电压（VF）决定。
根据规格示例，确定限流电阻和输入电流（IF）。
RIN＝（VCC-VF）／IF＝（5V-1.3V）／10mA＝370Ω
第2步：根据IF和CTR计算光电晶体管的输出电流。
光耦的输出电流（IC）值是多少？
根据电流传输比（IC／IF）计算输入电流（IF）＝10mA时输出电流（IC）的变化。 从IC-IF曲线可以看出IC＝10mA（@IF＝5mA，VCE＝5V，Ta＝25℃）。所以这个样本的CTR是200%, 这与当BL最小时的值相同（200%到600%）。还可以看到IC＝20 mA（@IF＝10 mA、VCE＝5V、Ta＝25℃）。
接下来，我们用这里得到的IC值来推导RL。在这项计算中，设计RL的值，使得VCE即使在IC值最小时也成为饱和电压。
第3步：设计输出侧电阻RL
根据输出晶体管的IC－VCE特性确定RL。为了用于信号传输，必须完全满足连接到负载侧的器件的“L”电平。
这里，我们设置VCE＝0.3V作为目标值。
当RL＝1kΩ时，IF＝10mA，VCE＝0.9V，这无法满足目标值。当RL＝2kΩ时，VCE＝0.2V左右，这可以满足目标值。因此，选择RL＝2kΩ。在实际设计中，还必须考虑负载侧的阻抗。
第4步：检查每个设计常数
考虑工作温度、速度、使用寿命设计、电阻公差等是否具有足够的裕度。
温度范围 ⇒ VF，CTR，允许电流等。
负载电阻 ⇒ 开关速度，暗电流的影响等。
允许电流
CTR-Ta
暗电流
开关时间-RL
确认器件使用寿命
光耦的输入LED光输出会随着时间的推移而减弱。
必须确认特性满足要求，同时必须考虑器件在使用寿命目标期间的退化趋势。
光耦的老化变化可以根据输入电流（IF）和环境温度来计算。
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