Optoacoplador

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Funcionamiento

Esquema de un optoacoplador con Fototransistor

Un optoacoplador, también llamado optoaislador o acoplador óptico, es un componente electrónico formado por la unión de un diodo LED o un IRED y un fototransistor, fotodiodo, LASCR o fotodarlington acoplados a través de un medio conductor de luz y encapsulados en una cápsula cerrada y opaca a la luz. Existen muchas situaciones en las cuales se necesita transmitir información entre circuitos conmutadores aislados eléctricamente uno del otro. Este aislamiento(aislamiento galvánico) ha sido comúnmente provisto por relés o transformadores de aislamiento.. Existen sin embargo en el mercado otros dispositivos capaces de proporcionar el aislamiento requerido, los cuales son muy efectivos para solucionar este tipo de situaciones . Estos dispositivos se llaman optoacopladores, los optoacopladores son más necesarios en situaciones donde se desea protección contra altos voltajes y aislamiento de ruidos, así como cuando el tamaño de dispositivo es un factor a considerar. Al realizar un acople entre dos sistemas mediante la trasmisión de energía radiante (fotones), se elimina la necesidad de una tierra común , es decir que ambas partes acopladas pueden tener diferente voltajes de referencia, lo cual constituye la principal ventaja de los optoacopladores. Las características más usadas por los diseñadores son las siguientes:

A.Aislamiento de alto voltaje. El aislamiento de alto voltaje entre las entradas y las salidas son obtenidos por el separador físico entre el emisor y el sensor. Este aislamiento es posiblemente el más importante avance de los optoacopladores. Estos dispositivos pueden resistir grandes diferencias de potencial, dependiendo del tipo de acople medio y la construcción del empaquetado. El vidrio IR separa el emisor y el sensor en el TIL1027TIL103 Y TIL1207TIL121 tienen una capacidad de aislamiento de 1000 voltios, la resistencia de aislamiento es mayor que 10E12 omhios.

B. Aislamiento de ruido: El ruido eléctrico en señales digitales recibidas en la entrada de el optó acoplador es aislado desde la salida por el acople medio, desde el diodo de entrada el ruido de modo común es rechazado.

C. Ganancia de corriente: La ganancia de corriente de un optó acoplador es en gran medida determinada por la eficiencia de los sensores npn y por el tipo de transmisión media usado. Para el TIL103 ganancia de corriente es mayor que uno, el cual en algunos casos elimina la necesidad de amplificadores de corriente en la salida. Sin embargo ambos el TIL102/TIL103 y el TIL120/TIL121, tienen niveles de salida de corriente que son compatibles con las entradas de circuitos integrados como 54/74TTL. Las gráficas 3 y 4 muestran la relación entre la corriente de entrada y de salida típica proporcionado por el fabricante.

D. Tamaño: Las dimensiones de estos dispositivos permiten ser usados en tarjetas impresas estándares. Los empaquetados de los optoacopladores es por lo general del tamaño del que tienen los transistores.

Cuanta mayor corriente eléctrica atraviese al dispositivo emisor, mayor será la cantidad de fotones emitidos y, por tanto, mayor será la corriente eléctrica que recorra el dispositivo detector. Dependiendo de la luminación, se definen dos parametros importantes: I_rd:corriente inversa en la oscuridad para una tensión inversa (v_r)determinada. I_rl:corriente inversa para unas para unas v_r e iluminación de 1000 Lux( equivalencia para una longitud de onda) determinadas. Se trata de una manera de transmitir una señal de un circuito eléctrico a otro. Obsérvese que no existe comunicación eléctrica entre los dos circuitos, es decir existe un trasiego de información pero no existe una conexión eléctrica: la conexión es óptica.

[editar] Usos

Las implementaciones de un optoacoplador son variadas y dependen del fabricante. Una de las más importantes es el aislamiento eléctrico entre circuitos.