一种新型光耦的制作方法

本实用新型涉及光耦领域，特别是一种新型光耦。

背景技术：

目前，现有的817系列光耦是由一个GaAs的发射管和一个NPN的晶体管(光敏三极管PT)所组成，广泛用于开关电源、电表、电脑、家用电器及信号传输等领域。现有的817系列光耦为4pin通用型光耦，输入端是一个红外发光二极管，输出端是一个光敏三极管(PT)，光耦封装成品尺寸不大，开关时的上升下降时间一般几个us级别，传输速度一般。由于817系列光耦用于电表及电脑等领域，而随着电表及电脑等领域所需要光耦的灵敏度要求越来越高，因此现有的817系列光耦的传输速度越来越难满足到其要求。

另外，现有的6N135系列光耦由一个高效的发光二极管和高速光学检测器(集成PT)组成，常用于线路接收器隔离、A/D、D/A转换的数字信号隔离、开关电源、马达控制系统、微处理器系统、计算机及其外围设备的接口等领域。所述6N135系列光耦的输入端是一个红外发光二极管，输出端是一个集成的光敏三极管(PT)，虽然传输速率高达1Mb/s，但是价格昂贵、成本高，且现有的6N135系列光耦为8Pin型光耦，尺寸相对较大。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新型光耦，不仅能够减少生产成本，无需光敏三极管，而且还能够大大缩小光耦的尺寸面积，还能够大大提高了光耦的传输速度。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种新型光耦，其特征在于：包括输入端和输出端，所述输入端为发光二极管，所述输出端包括高频三极管和用于进行接收所述发光二极管所发出光线的光敏二极管，所述光敏二极管的正电极电连接至高频三极管的基极。

进一步地，所述发光二极管为红外发光二极管。

进一步地，所述光敏二极管包括负电极、n型半导体层、本征半导体层、p型半导体层和正电极，所述负电极、n型半导体层、本征半导体层、p型半导体层和正电极由下至上依次层叠设置，所述正电极电连接至所述高频三极管的基极。

进一步地，所述正电极为p型电极。

进一步地，所述负电极为n型电极。

进一步地，所述高频三极管包括集电极、n型基底、p型层、n型层、基极和发射极，所述集电极、n型基底和p型层由下至上依次层叠设置，所述p型层的上表面依次层叠设置有所述的n型层和发射极，所述p型层的上表面还直接设置有所述的基极，所述基极电连接至所述光敏二极管的正电极。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种新型光耦，包括输入端和输出端，所述输入端为发光二极管，所述输出端包括高频三极管和用于进行接收所述发光二极管所发出光线的光敏二极管，所述光敏二极管的正电极连接至高频三极管的基极。在工作时，所述发光二极管导通时会发出光线，从而所述光敏二极管在光照和反向电压的情况下，产生反向电流到高频三极管的基极，从而使高频三极管导通工作，起到开关和放大的作用。本实用新型的输出端采用高频三极管，能够大大提高光耦的传输速度；而且输出端通过一颗光敏二极管和一颗高频三极管的组合，取代了6N135系列光耦的集成PT芯片，效果相当的情况下节省了接近20％的成本；另外，采用单独的一颗光敏二极管取代了光敏三极管的感光部分，能够更好地利用光效，高效节能；此外，一颗高频三极管和光敏三极管的放大作用相当，但其尺寸面积能够缩小一半甚至更多。因此，本新型光耦不仅能够减少生产成本、高效节能，而且还能够大大缩小光耦的尺寸面积，还能够大大提高了光耦的传输速度。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种新型光耦的等效电路图；

图2是本实用新型一种新型光耦关于输出端的结构示意图。

具体实施方式

参照图1－图2，本实用新型的一种新型光耦，包括输入端和输出端，所述输入端为发光二极管100，所述输出端包括高频三极管300和用于进行接收所述发光二极管100所发出光线的光敏二极管200，所述光敏二极管200的正电极250电连接至高频三极管300的基极340。

在工作时，所述发光二极管100导通时会发出光线，从而所述光敏二极管200在光照和反向电压的情况下，产生反向电流到高频三极管300的基极340，从而使高频三极管300导通工作，起到开关和放大的作用。本实用新型的输出端采用高频三极管300，能够大大提高光耦的传输速度，传输速度接近1Mb/s，比817系列光耦提升了3－4倍；而且输出端通过一颗光敏二极管200和一颗高频三极管300的组合，取代了6N135系列光耦的集成PT芯片，效果相当的情况下节省了接近20％的成本；另外，采用单独的一颗光敏二极管200取代了光敏三极管的感光部分，能够更好地利用光效，高效节能；此外，一颗高频三极管300和光敏三极管的放大作用相当，但其尺寸面积能够缩小一半甚至更多。因此，本新型光耦不仅能够减少生产成本、高效节能，而且还能够大大缩小光耦的尺寸面积，还能够大大提高了光耦的传输速度。

所述高频三极管300一般应用在VHF、UHF、CATV、无线遥控、射频模块等高频宽带低噪声放大器上，这些使用场合大都用在低电压、小信号、小电流、低噪声条件下，其功率最大2.25瓦，集电极电流最大500毫安。

进一步地，所述发光二极管100为红外发光二极管。所述红外发光二极管是一种能发出红外线的二极管，通常应用于遥控器等场合。常用的红外发光二极管其外形和发光二极管LED相似，发出红外光。

进一步地，所述光敏二极管200包括负电极210、n型半导体层220、本征半导体层230、p型半导体层240和正电极250，所述负电极210、n型半导体层220、本征半导体层230、p型半导体层240和正电极250由下至上依次层叠设置，所述正电极250电连接至所述高频三极管300的基极340。

所述光敏二极管200(也称光电二极管)是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小(一般小于20nA)，称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子－－－空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

进一步地，所述正电极250为p型电极。

进一步地，所述负电极210为n型电极。

进一步地，所述高频三极管300包括集电极310、n型基底320、p型层330、n型层350、基极340和发射极360，所述集电极310、n型基底320和p型层330由下至上依次层叠设置，所述p型层330的上表面依次层叠设置有所述的n型层350和发射极360，所述p型层330的上表面还直接设置有所述的基极340，所述基极340电连接至所述光敏二极管200的正电极250。

晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合，两个pn结之间的相互影响，使pn结的功能发生了质的飞跃，具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn型和pnp型两种类型。三极管之所以具有电流放大作用，首先，制造工艺上的两个特点：(1)基区的宽度做的非常薄；(2)发射区掺杂浓度高，即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。其次，三极管工作必要条件如下：

a.在基极340和发射极360之间施加正向电压(此电压的大小不能超过1V)；

b.在集电极310和发射极360之间施加反向电压(此电压应比发射极360和基极340之间电压较高)；

c.若要取得输出必须施加负载

当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下：

(1)基极340有电流流动时。由于基极340和发射极360之间有正向电压，所以电子从发射极360向基极340移动，又因为集电极310和发射极360间施加了反向电压，因此，从发射极360向基极340移动的电子，在高电压的作用下，通过基极340进入集电极310。于是，在基极340所加的正电压的作用下，发射极360的大量电子被输送到集电极310，产生很大的集电极电流。

(2)基极340无电流流动时。在基极340和发射极360之间不能施加电压的状态时，由于集电极310和发射极360间施加了反向电压，所以集电极310的电子受电源正电压吸引而在集电极310和发射极360之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极360向集电极310的电子流动，因而就没有集电极电流产生。

综上所述，在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极310电流，这就是三极管的电流放大作用。此外，三极管还能通过基极340电流来控制集电极310电流的导通和截止，这就是三极管的开关作用。

如图1－2所示，图中的发光二极管100的正极接1号脚位，负极接2号脚位，所述高频三极管300发射极360接4号脚位，集电极310接5号脚位，光敏二极管200的负电极210接6号脚位，光敏二极管200的正电极250与高频三极管300的基极340串联。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。