光耦合器，也稱為光電耦合器、光隔離器和光學隔離器，長期以來一直是尋求為其系統信號提供電隔離的設計師的選擇。自1970年代以來，這些半導體器件在為工業和汽車終端設備提供安全隔離方面發揮了重要作用。然而，盡管取得了顯著進展，但它們在電氣特性、高壓可靠性和集成能力方面的進步也顯得有限，促使設計師探索替代方案。

　　諸如電容性和磁性隔離等技術已作為替代方案出現，與光耦合器相比，它們提供了更好的整體性能。德州儀器(TI)自21世紀初以來一直在投資基于二氧化硅(SiO2)的數字隔離技術，提供了具有與光耦合器相同功能但具有一些明顯優勢的數字隔離器產品。

　　介紹光耦仿真器：

　　德州儀器的光耦仿真器結合了傳統光耦合器和TI基于SiO2的隔離技術的優勢。光耦仿真器與業界最流行的光耦合器引腳對引腳兼容，便于無縫集成到現有設計中，同時提供等效的信號行為。從設計工程師的角度來看，這些產品看起來和行為就像光耦合器一樣，但利用了TI的SiO2技術來實現隔離屏障。通過有效阻擋高壓信號并防止接地回路，確保系統安全和穩定，您可以利用SiO2隔離的優勢，包括增強的電氣特性、提高的高壓可靠性以及集成額外系統功能的潛力。通過創建這種類型的半導體產品，我們的目標是讓您獲得兩全其美的效果。

　　傳統光耦合器使用LED在隔離屏障上傳輸數字或模擬信息，而光敏晶體管在另一側檢測信號，如圖1所示。眾所周知，光耦合器中使用的LED在其壽命期間會有老化或退化效應。這一特性對系統設計師來說是一個重大難題，也是我們聽到的首要抱怨。此外，光耦合器中使用的絕緣材料從僅空氣到環氧樹脂或模塑化合物不等。表1顯示了使用SiO2電介質的光耦合器與光耦仿真器在隔離強度上的差異。

　　通過使用基于SiO2的隔離屏障實現信號隔離的光耦仿真器，可以避免這兩個常見的光耦合器陷阱。圖2顯示了TI光耦仿真器的內部結構，其中在發射和接收電路上模擬了傳統光耦合器的功能行為，而SiO2提供了高壓隔離。

　　光耦仿真器的優勢

　　通過集成先進的隔離技術，光耦仿真器可以克服與傳統光耦合器相關的限制，實現卓越的性能和可靠性。讓我們討論一下光耦仿真器的一些優勢：

　　低功耗

　　傳統光耦合器需要預先過度設計，以幫助補償LED不可避免的老化效應，在整個設計壽命期間需要額外的正向電流(IF)。TI光耦仿真器可以通過提供更低的IF和供電電流，節省高達80%的電力預算。

　　改進的共模瞬態抗擾度

　　雖然常見的數字光耦合器規定了大約15 kV/μs的共模瞬態抗擾度(CMTI)，但ISOM8710的最小CMTI為125 kV/μs，使其能夠在具有非常高共模開關噪聲或高振鈴噪聲的應用中使用。

　　穩定且緊密的電流轉移比

　　忘記為更緊密的電流轉移比(CTR)范圍支付額外費用的日子。TI光耦仿真器如ISOM8110標配有多種緊密的CTR范圍，這些范圍在溫度范圍內穩定。

　　快速數據速率

　　典型的高速光耦合器支持從1 Mbps到10 Mbps的數據速率，而ISOM8710支持25 Mbps。這種支持允許更高的吞吐量，并使光耦仿真器能夠在各種高速應用中使用。

　　帶寬

　　ISOM8110支持高達680 kHz的高帶寬，允許減小必需的磁性元件(電感和變壓器)的尺寸。寬帶寬可以改善二次側調節反激轉換器的瞬態響應。改進的瞬態響應允許減小輸出電容器的尺寸，節省電路板空間并降低整體系統成本，特別是在高開關頻率的氮化鎵設計中。

　　寬溫度范圍

　　普通光耦合器支持從0°C到+85°C的溫度范圍。雖然有些光耦合器支持更寬的溫度范圍，但這一功能需要額外成本。TI光耦仿真器標準支持從-55°C到+125°C的溫度范圍，并且到2024年將有更多符合汽車標準的產品可供選擇。

　　可靠的隔離

　　光耦仿真器具有改進的高壓能力，使其適用于需要可靠隔離的應用。TI光耦仿真器利用SiO2作為絕緣屏障，提供500 V/μm的隔離，遠強于許多光耦合器中使用的空氣(1 V/μm)。

　　光耦仿真器的要點

　　光耦仿真器代表了信號隔離技術的重大進步，結合了光耦合器的熟悉性和基于SiO2的隔離的優勢。這些設備使您能夠滿足現代系統的需求，確保增強的性能、可靠性和安全性。通過利用光耦仿真器，您可以優化您的設計并采用隔離技術的進步。

浮思特科技專注功率器件領域，為客戶提供IGBT、IPM模塊等功率器件以及MCU和觸控芯片，是一家擁有核心技術的電子元器件供應商和解決方案商。