CMOS接口電路
光電耦合器(opticalcoupler,英文縮寫為OC)亦稱光耦合器,簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管(LED),使之發(fā)出一定波長的光,被光探測器接收而產(chǎn)生光電流,再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉(zhuǎn)換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件,因而具有很強的共模抑制能力。
所以,它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件,可以大大增加計算機工作的可靠性。光耦合器的主要優(yōu)點是:信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離隔離,輸出信號對輸入端無影響,抗干擾能力強,工作穩(wěn)定,無觸點,使用壽命長,傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件,現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開關(guān)電源中,利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路,通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比,達到精密穩(wěn)壓目的。
CMOS與開關(guān)放大器的接口電路
假如CMOS電路的負載(執(zhí)行元件)是繼電器,則電路必需具有較大的帶負載才能。圖7-6所示為非門驅(qū)動一個分立元件的開關(guān)放大器件的接口電路。
圖7-6(a)、(b)中三極管的集電極負載為繼電器KA線圈。其工作電流為lOOmA。若晶體管的β=25,則需求4mA的基極電流。這對與非門來說是個拉電流負載。如與非門不能提供這樣大的拉電流,可采用圖7-6(b)所示的電路。由電阻Ri、二極管VD1和穩(wěn)壓管Vs組成變換電路。當與非門輸出高電平常,VD1截止。VS擊穿,晶體管VT的基極電流由+15V電源經(jīng)R1、VS和V1的發(fā)射結(jié)來提供,VT導(dǎo)通,繼電器KA吸合。當與非門輸出低電1平常,灌電流經(jīng)+15V電源經(jīng)R1、VDi流入與非門,這個電流只要幾毫安,這樣可防止岡拉電流過大而惹起輸出高電平的降落。這時VS截止,VT截止,KA釋放。
在圖7—6(a)所示電路中,R2普通可取4.7~10kΩ,簡化時也可不用。R1的選取應(yīng)使晶體管取得足夠的基極電流而到達飽和。設(shè)繼電器KA的工作電流為Ic=50mA,晶體管的β=30,而普通CMOS輸出高電平Uoh=2.7~4.2V,則
式中Ube一——管的正向壓降,普通取o.65-0.75V。
關(guān)于圖7-6(c)所示電路,由三極管VT1,VT2組成達林頓電路。其放大倍數(shù)β=β1β2(β1、β2分別為VT1和VT2的放大倍數(shù)),VT1所需求的基極電流為
電阻R1、R2可按下式選取:
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