CMOS接口電路

　　光電耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。

　　所以，它在長(zhǎng)線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開(kāi)關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器（SSR）、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在單片開(kāi)關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過(guò)調(diào)節(jié)控制端電流來(lái)改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。

　　CMOS與開(kāi)關(guān)放大器的接口電路

　　假如CMOS電路的負(fù)載（執(zhí)行元件）是繼電器，則電路必需具有較大的帶負(fù)載才能。圖7-6所示為非門驅(qū)動(dòng)一個(gè)分立元件的開(kāi)關(guān)放大器件的接口電路。

　　圖7-6（a）、（b）中三極管的集電極負(fù)載為繼電器KA線圈。其工作電流為lOOmA。若晶體管的β=25，則需求4mA的基極電流。這對(duì)與非門來(lái)說(shuō)是個(gè)拉電流負(fù)載。如與非門不能提供這樣大的拉電流，可采用圖7-6（b）所示的電路。由電阻Ri、二極管VD1和穩(wěn)壓管Vs組成變換電路。當(dāng)與非門輸出高電平常，VD1截止。VS擊穿，晶體管VT的基極電流由+15V電源經(jīng)R1、VS和V1的發(fā)射結(jié)來(lái)提供，VT導(dǎo)通，繼電器KA吸合。當(dāng)與非門輸出低電1平常，灌電流經(jīng)+15V電源經(jīng)R1、VDi流入與非門，這個(gè)電流只要幾毫安，這樣可防止岡拉電流過(guò)大而惹起輸出高電平的降落。這時(shí)VS截止，VT截止，KA釋放。

　　在圖7—6（a）所示電路中，R2普通可取4.7～10kΩ，簡(jiǎn)化時(shí)也可不用。R1的選取應(yīng)使晶體管取得足夠的基極電流而到達(dá)飽和。設(shè)繼電器KA的工作電流為Ic＝50mA，晶體管的β=30，而普通CMOS輸出高電平Uoh=2.7～4.2V，則

　　式中Ube一——管的正向壓降，普通取o．65-0.75V。

　　關(guān)于圖7-6（c）所示電路，由三極管VT1，VT2組成達(dá)林頓電路。其放大倍數(shù)β=β1β2（β1、β2分別為VT1和VT2的放大倍數(shù)），VT1所需求的基極電流為

　　電阻R1、R2可按下式選取：