4N28光电耦合器规格参数_引脚配置_应用特性

像光耦合器或光隔离器这样的半导体器件允许在两个隔离电路之间提供电信号，它们通过与LED和光敏器件等引脚连接，在黑匣子内包括两个部分，其中LED发射IR光，而光敏器件感应来自LED的光。目前有很多型号光耦合器可以使用，本文简单介绍其中的一种，即4N28。

基本概念

4N28光电耦合器是一种工业类型的基于单通道的光电晶体管耦合器。目前有不同系列的光耦合器可用，除了4N28之外，还有4N25、4N26、4N27 等。每个光耦合器都包括Tx 和Rx单元，例如电隔离的GaAs IR LED和a-Si NPN光电晶体管。4N28光耦器符号如下图所示：

Tx和Rx两个组件将在两个初级和次级电路之间提供光学触发机制。在光耦合器中，LED像Tx 一样使用，而Rx可以像光电晶体管、光耦、光电FET、光敏半导体元件一样改变。

等效的4N28光耦合器IC包括4N25、4N26、4N27、4N33和MCT2E，但是，电流、频率和电压等电气参数可能会有所不同。因此，在更换这些IC代替4N28型号之前，必须检查这些参数，否则它们可能会损坏。

引脚配置

4N28光耦包含6个引脚，可以简单地使用4个或5个引脚，其引脚配置如下：

• Pin1（阳极）：内部红外LED的+Ve端子。
• Pin2（阴极）：内部红外LED的-Ve端子。
• Pin3 (NC)：无连接。
• Pin4（发射器）：内部光电晶体管的发射器端子。
• Pin5（集电极）：内部光电晶体管的集电极端子。
• Pin6（Base）：内部光电晶体管的基端。

规格特性

4N28 光电耦合器的特性和规格包括以下几点内容：

• 接口可以通过通用逻辑系列完成。
• 使该芯片处于活动状态不需要额外的电源。
• 隔离测试电压为5000VRMS。
• 晶体管允许的最大集电极电流为100mA。
• I/O耦合电容低于0.5pF。
• 当前传输率/CTR为10%
• I/O隔离电压为500VRMS。
• 典型上升和下降时间：3us。
• IR LED的正向电压范围为1.2V至1.5V。
• 光电晶体管C&E端的最大电压为70V。
• IR LED的正向电流范围为10mA至80mA。
• IR LED的最大反向电流为10uA。
• IR LED的最大反向电压为6V。

主要配置

光耦合器有四种配置，但主要区别在于光敏器件的使用。配置为光电晶体管、光电达林顿晶体管、光电SCR和光电TRIAC。对于控制交流电路，使用光电TRIAC和光电SCR，而直流电路通过光电达林顿和光电晶体管进行控制。

在光电晶体管配置中，使用的晶体管是NPN/PNP。在达林顿晶体管中，一个晶体管用于控制晶体管的基极端子，该晶体管提供高增益。

另外，光隔离器和光耦合器都会经常互换使用，但是这两个组件之间存在小的差异。在这里，电压差是主要在输入和输出之间预期的独特因素。光耦合器的主要功能是在两个电路之间广播模拟/数字数据，同时在等于5,000V 的电势上保持电气隔离。同样，光耦合器用于在潜在差异大于5,000V的两个电路之间广播模拟/数字数据。

什么是CTR（电流传输比）？

术语CTR代表电流传输比，它是IC的增益，可以定义为光电晶体管的集电极电流与IR二极管的正向电流之比，即：

CTR = (IC / IF) x 100%

在这里，光耦合器的电流传输比主要取决于温度、晶体管的电源电压、通过红外LED的正向电流和晶体管的电流增益。

应用电路

4N28光耦合器包括两个主要组件，即光电晶体管和红外二极管。该二极管的连接可以在两个端子（如1和2）之间完成，而光电晶体管连接到其余三个端子（如 4、5和6）。4N28与一些基本组件连接以构成应用电路如下所示：

在上述电路中，微控制器向光耦合器IC产生触发脉冲，它们像输入信号一样工作。电动机连接在集电极端子处，其工作方式类似于输出。其中，IR二极管从控制器获得+3.3V输入信号，然后IR二极管将被激活。

一旦IR通电，将在内部产生红外信号，该信号将落在光电晶体管上以激活它，整个负载电路的电流供应和电机上的电压就会显现出来。因此，一旦微控制器在输入端向IC生成高逻辑，该电机就会转动。

一旦微控制器产生的触发脉冲变低，红外二极管的输入就会变低。因此，没有为红外二极管供电，使其停止产生光源，这时光电晶体管将被关闭，晶体管从电阻较小的状态变为高电阻状态。

通过高电阻，整个电压供应将通过晶体管流出，负载电路内的电流将为零。因此，只要微控制器在输入端 IC提供较少的逻辑，电机就会停止转动。

另外，在上述电路中，电动机晶体管都像负载电路一样工作，而控制器红外二极管则像触发电路一样工作。在这里，电机消耗的功率可以从电路中使用的电压源获得。

次级电路将通过初级电路完全隔离。因此，在4N28光耦的帮助下实现了两个电路的隔离。需要注意的是，在选择光耦合器时需要考虑不同的因素，例如CTR（电流传输比）、BW（带宽）、输入电流和最大电压。

主要优点

4N28光耦合器的优点包括以下几点内容：

• 接口通过的逻辑电路很简单。
• 尺寸较小。
• 重量较轻。
• 宽带信号传输。
• 由于单向信号传输，从输出到输入的噪声没有得到整合。
• 由于电气隔离，确保控制电路的保护。

主要应用

通常情况下，4N28光耦合器用于隔离两个不同的电路。如果想在微控制器的帮助下控制微型直流电机，由于直流电机不能直接连接到控制器，因为它是一个响应设备。因此，这时为了隔离负载电路并保护控制器免受电压变化的影响，可以使用了4N28光耦合器。而除此之外，4N28光耦合器的应用还包括：

• 光耦合器消除电信号中的噪声。
• 将电压较低的设备与高压电路隔离开来。
• 避免了来自电压浪涌的干扰，如电源尖峰、射频传输等。
• 允许使用小的数字信号来控制更大的交流电压。
• 电路隔离。
• 通过高频噪声抑制实现逻辑耦合。
• 照明系统。
• 逻辑地隔离。
• PWM的应用。
• 交流电源检测。
• 开关电源反馈。
• 干簧继电器的驱动。

总结

以上就是关于4N28光耦合器相关基础内容介绍。可以看出，4N28是一款行业标准的单通道光电晶体管耦合器，包括一个LED和一个NPN光电晶体管。在4N28  IC器件中，初级和次级等电路都是电气隔离的。