用于傳遞模擬信號(hào)的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接收器為光敏三極管。當(dāng)有電流通過(guò)發(fā)光二極管時(shí)，便形成一個(gè)光源，該光源照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電流的大小與光照的強(qiáng)弱，亦即流過(guò)二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過(guò)光信號(hào)來(lái)傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒(méi)有電信號(hào)的反饋和干擾，故性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容�。�2pf左右）、耐壓高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻�。�約10Ω），對(duì)高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此，由光耦合器構(gòu)成的模擬信號(hào)隔離電路具有優(yōu)良的電氣性能。

　　事實(shí)上，光耦合器是一種由光電流控制的電流轉(zhuǎn)移器件，其輸出特性與普通雙極型晶體管的輸出特性相似，因而可以將其作為普通放大器直接構(gòu)成模擬放大電路，并且輸入與輸出間可實(shí)現(xiàn)電隔離。然而，這類放大電路的工作穩(wěn)定性較差，無(wú)實(shí)用價(jià)值。究其原因主要有兩點(diǎn)：一是光耦合器的線性工作范圍較窄，且隨溫度變化而變化；二是光耦合器共發(fā)射極電流傳輸系數(shù)β和集電極反向飽和電流ICBO(即暗電流)受溫度變化的影響明顯。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，除應(yīng)選用線性范圍寬、線性度高的光耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)隔離外，還必須在電路上采取有效措施，盡量消除溫度變化對(duì)放大電路工作狀態(tài)的影響。

　　從光耦合器的轉(zhuǎn)移特性與溫度的關(guān)系可以看出，若使光耦合器構(gòu)成的模擬隔離電路穩(wěn)定實(shí)用，則應(yīng)盡量消除暗電流（ICBO）的影響，以提高線性度，做到靜態(tài)工作點(diǎn)IFQ隨溫度的變化而自動(dòng)調(diào)整，以使輸出信號(hào)保持對(duì)稱性，使輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍隨溫度變化而自動(dòng)變化，以抵消β值隨溫度變化的影響，保證電路工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

　　(1) 在邏輯電路上的應(yīng)用

　　光電耦合器可以構(gòu)成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好，因此，由它構(gòu)成的邏輯電路更可靠。

　　(2) 作為固體開(kāi)關(guān)應(yīng)用

　　在開(kāi)關(guān)電路中，往往要求控制電路和開(kāi)關(guān)之間要有很好的電隔離，對(duì)于一般的電子開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實(shí)現(xiàn)。

　　(3) 在觸發(fā)電路上的應(yīng)用

　　將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負(fù)載隔離地問(wèn)題。

　　(4) 在脈沖放大電路中的應(yīng)用

　　光電耦合器應(yīng)用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。

　　(5) 在線性電路上的應(yīng)用

　　線性光電耦合器應(yīng)用于線性電路中，具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。

　　(6) 特殊場(chǎng)合的應(yīng)用

　　光電耦合器還可應(yīng)用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點(diǎn)繼電器以及用于A/D電路等多種場(chǎng)合。

　　線性光耦合器的選取原則

　　在設(shè)計(jì)光耦反饋式開(kāi)關(guān)電源時(shí)必須正確選擇線性光耦合器的型號(hào)及參數(shù)，選取原則如下：

　�、俟怦詈掀鞯碾娏鱾鬏敱�(CTR)的允許范圍是50[%]～200[%]。這是因?yàn)楫?dāng)CTR＜50[%]時(shí)，光耦中的LED就需要較大的工作電流 (IF＞5.0mA)，才能正常控制單片開(kāi)關(guān)電源IC的占空比，這會(huì)增大光耦的功耗。若CTR＞200[%]，在啟動(dòng)電路或者當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，有可能將單片開(kāi)關(guān)電源誤觸發(fā)，影響正常輸出。

　�、谕扑]采用線性光耦合器，其特點(diǎn)是CTR值能夠在一定范圍內(nèi)做線性調(diào)整。

　　③由英國(guó)埃索柯姆(Isocom)公司、美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N××系列(如4N25 、4N26、4N35)光耦合器，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用地十分普遍。鑒于此類光耦合器呈現(xiàn)開(kāi)關(guān)特性，其線性度差，適宜傳輸數(shù)字信號(hào)(高、低電平)，因此不推薦用在開(kāi)關(guān)電源中。

　　光耦合器是以光形式傳遞信號(hào)的，內(nèi)部電路是由光敏三極管和發(fā)光二極管組合成一個(gè)電子元件被封裝在個(gè)塑料殼內(nèi)，接入電路后，輸入端的電信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管變換成相同規(guī)律光束，再傳給光敏三極管。光敏三極管把接收的光束還原成與發(fā)光二極管變化相同的光束電信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了電－光－電的轉(zhuǎn)換。光起著媒介的作用。光耦合器的結(jié)構(gòu)、引腳功能，封裝外形見(jiàn)左圖，內(nèi)部電路見(jiàn)中圖。

　　光耦是由發(fā)光二極管和光敏三極管組合起來(lái)的器件，發(fā)光二極管是把輸入邊的電信號(hào)變換成相同規(guī)律變化的光，而光脈敏三極管是把光又重新變換成變化規(guī)律相同的電信號(hào)，因此，光起著媒介的作用。由于光電耦合器抗干擾能力強(qiáng)，容易完成電平匹配和轉(zhuǎn)移，又不受信號(hào)源是否接地的限制。所以應(yīng)用日益廣泛。

　　一、用光電耦合器組成的多諧振蕩電路

　　用光電耦合器組成的多諧振蕩電路見(jiàn)圖1。

　　當(dāng)圖1（a）剛接通電源Ec時(shí)，由于UF隨C充電而增加，直到UF≈1伏時(shí)，發(fā)光二極管達(dá)到飽和，接著三極管也飽和，輸出Uo≈Ec。

　　三極管飽和后，C放電（由C→F→E1→Er和由C→RF→+Ec→Re兩條路徑放電），uo減小，二極管在C放電到一定程度后就截止，而三極管把儲(chǔ)存電荷全部移走后，接著也截止，uo為零。三極管截止后，電源Ec又對(duì)C充電，重復(fù)上述過(guò)程，得出圖示的尖峰輸出波形，其周期，為（當(dāng)RF》Re時(shí)）：

　　T=C（RF+Re）In2

　　圖1（b）是原理相同的另一種形式電路。

　　圖1、用光電耦合的多諧振蕩器

　　二、用光電耦合器組成的雙穩(wěn)態(tài)電路

　　用光電耦合器組碭雙穩(wěn)態(tài)電路如圖2所示。

　　電路接通電源后的穩(wěn)態(tài)是BG截止，輸出高電位。在觸發(fā)正脈沖作用下，ib 增加使BG進(jìn)入放大狀態(tài)，形成ib↑→if↑→ib↑↑,結(jié)果BG截止，這種電路比普通的觸發(fā)順具有更高的抗干擾能力。若設(shè)BG的極限電流Ic=6毫安，則R2=取為：

　　R2≥(13-1)/(6×)=24歐

　　限流電阻R1可按下式計(jì)算

　　R1≥(E-IbmRce2min)/Ibm

　　式中：Ibm是晶體管的基極電流，Rce2min是光敏三極管集射間的最小電阻值。

　　圖2、用光電耦合的雙穩(wěn)態(tài)電路

　　三、用光電耦合器組成的整形電路

　　由于用光電耦合器組成的脈沖耦合電路，其前后沿時(shí)間都比較大，因此在耦合器后面接一級(jí)晶體管的整形放大電路。見(jiàn)表一列出幾種整形電路的應(yīng)用實(shí)例。

　　四、用光電耦合器組成的斬波電路

　　用光電耦合器組成的斬皮電路見(jiàn)表二

　　確定光耦合器的好壞首先確定光耦合器輸大端發(fā)光二極管的好壞。如圖1所示，將萬(wàn)用表置于Rx100擋或Rx1k擋，黑表筆接發(fā)光二極管的正極，紅表筆接發(fā)光二極管的負(fù)極，此時(shí)萬(wàn)用表顯示電阻值應(yīng)為幾百歐。2kΩ左右，然后對(duì)調(diào)表筆再測(cè)試，阻值應(yīng)接近∞，表明輸入端的發(fā)光二極管是好的。如出現(xiàn)阻值與上述阻值相差甚遠(yuǎn)，表明發(fā)光二極管性能不良或是已經(jīng)損壞。

　　圖1測(cè)試光耦合器的輸入端

　　測(cè)試光耦合器輸出端的光敏器件，如光敏器件是光敏晶體管，將萬(wàn)用表置于Rx1k擋或Rx1O0擋，按圖2所示的接好，黑表筆接光敏晶體管的集電極，紅表筆接光敏晶體管的發(fā)射極，萬(wàn)用表的顯示應(yīng)為接近幻，交換表筆，阻值仍為∞，表明輸出端的光敏晶體管是好的。如果測(cè)試的阻值與上述相差太多表明光敏晶體管性能不良或損壞。

　　圖2測(cè)試光耦合器的輸出端

　　如果輸出端不采用光敏晶體管的其他類型光耦合器，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的光敏器件進(jìn)行判斷。