光电耦合器的工作模式和电路结构

光电耦合器的工作模式：

1、饱和模式

在饱和模式下，LED 将打开或关闭，因此，输出晶体管完全关闭或完全打开，这意味着导通或非导通模式。此模式用于需要保护微控制器引脚免受输出电路高压影响的地方。

2、线性模式

在这种模式下，LED 会得到一个变化的信号脉冲。LED 光线通过电压或信号样本来改变或控制，然后光电晶体管还为输出提供可变传导。

光耦合器的 CTR：

CTR 也就是电流传输比，是集电极与正向电流的比率，用%表示：

CTR = ( Ic / If ) x 100%

电路结构：

同相结构：

如果你想要非反相信号，就使用下面这个电路结构：

同相结构实践：

光耦隔离电路的VIN为输入信号，通常与单片机的引脚连接，光耦的内部发光二极管电源连接为+3V3，所以单片机的供电电源不能超过3.3V。这里，我们选用常用的PC817型号的光耦，查看PC817的数据手册，来确定输入端的顺向电流IF，电压VF，电流传输比CTR，进而得出电阻值。

输入Input的顺向电流IF，最大为50mA，一般光耦在传输过程中，内部的发光二极管通常在5mA就点亮了，所以通常10mA～20mA的电流就足够了。一般实际应用中很多都是取IF为10mA，这里我们以数据手册标注的20mA进行计算，输入Input的顺向电压VF取1.2V就行。计算得出R1=(3.3V-1.2A)/20mA=105Ω。

光耦的内部光敏三极管完全导通时，UCE≈0V，实际上CE极之间是会有压差的，这里我们取0.2V。IF=20mA，对应的电流传输比CTR范围是135%左右。这里，需要注意，在这里VCE是等于5V测试得出的，CTR = ( IC / IF ) x 100%，计算得出，输出端电流IC=26mA，进而计算得出R2=（5V-0.2V）/26mA≈185Ω。