¿Bajo qué condiciones un optoacoplador funciona más rápido?

La clave para la velocidad máxima parece ser la Figura 8, la respuesta de frecuencia, representada en diferentes valores de RL (R2 en su circuito), y la más rápida es con RL = 100 ohmios, donde la amplitud completa se mantiene hasta 1 MHz correspondiendo a tiempos de subida y caída por debajo de 0,5, correlacionando razonablemente bien con la Figura 7.

Ahora en las condiciones para medir Fig8, la corriente del LED es de 16 mA, por lo que se puede calcular R1 para obtener 16 mA de la tensión de alimentación y el LED Vf. No especialmente crítico o interesante.

Pero se garantiza que la relación de transferencia de corriente (p.4) está entre el 20% y el 50%, dando en algún lugar entre 3 mA y 8 mA a través de RL / R2, o 0,3 a 0,8 V pk-pk. En una fuente de 5 V, un valor tan bajo de RL mantiene al fototransistor fuera de saturación, pero necesita una etapa de ganancia para amplificar la señal desarrollada a través de RL para recrear los niveles lógicos.

Si eso no es lo suficientemente rápido, puede ser necesario un dispositivo diferente o un enfoque diferente.

De hecho, tengo alguna experiencia relevante en este tema. Hace muchos, muchos años, agarré un montón de optoaisladores PS2505 que resultaron ser PS2506. No es gran cosa, ¿verdad? Resulta que las PS2506 son increíblemente lentas en comparación con las PS2505. Mi amigo y mentor, Don Shepherd, me dio este sabio consejo.

ElijaR1demodoqueaproximadamentelamitaddelacorrientedecolectordisponible(desdeelopto)fluyaatravésdeél.EstoaseguraqueeltransistorPNPnoseenciendadebidoalruido,peroaúnasídejasuficientecorrienteparaqueeltransistorhagasutrabajo.LacorrientedecolectordisponibleparaunoptoaisladorseencuentraenlahojadedatosdeloptocomolaRelacióndetransferenciaactual(CTR).DefinelacantidaddecorrientedecolectorgeneradacomoresultadodelacorrientedelLED.

DadoqueelvoltajeenlauniónB-Edeuntransistoresdeaproximadamente0.7V,estosignificaquehabrá0.7VenR1.

Estecircuitoaceleraeloptoaisladormanteniendoelcambiodevoltajedelcolectordelfototransistoraunmínimo.Cualquiercambiodevoltajedelcolectorvieneconsucambiodecorrientedecolectorproporcionalyestacorrienteseacoplacapacitivamentealabaseinternadeltransistordeloptoaisladoratravésdelacapacitanciaparásitapresenteentodoslosdispositivos.Lacorrientedelcolectoracopladoseoponealacorrientefotoeléctricaqueprovienedeldiodoy,porlotanto,reduceeltiempodeconmutaciónoptodebidoalas"luchas internas". Al utilizar el transistor PNP, mantenemos el cambio de voltaje del colector del opto al mínimo y de esa manera la mayor cantidad de fotocorriente posible se activa para encender el fototransistor en lugar de defenderse de la corriente del colector.

Para mi problema específico, la hoja de datos de PS2506 indica que el CTR es del 80% al 600%, siendo típico el 300%. Esto se mide con If a 5 mA y Vce a 5V. Al conectar estos valores, veo 3.52 V a través de una resistencia de 476 ohmios en serie con el LED del opto, por lo que si es de 7 mA. En el otro lado del opto, Ic = Si * CTR, por lo que 300% de 7mA es 21mA (normalmente).

Con 0.7V en R1: si quiero 10 mA de corriente que hace que R = V / I = 0.7 / 10.5 o 67 ohmios.

Construí este circuito y medí los tiempos de aumento y caída del pulso a través de la resistencia de 100 ohmios a aproximadamente 100 n. Eso es una gran aceleración sin este transistor auxiliar.

BTW: La diferencia entre el PS2505 y el PS2506 es que este último utiliza un transistor de fotodarlington. Dado que los transistores de Darlington tienen una ganancia tan increíblemente alta, supongo que entre la estructura más compleja del transistor de Darlington (mayor capacidad parásita) y una mayor ganancia, el PS2506 gastó mucho más de su corriente disponible para combatir los parásitos.