IŞIL BAĞLAŞTIRI/YALITICILAR (OPTOCOUPLER/OPTOISOLATORS)
14 Temmuz 2013 13:41 3579 kez okundu 2 kez indirildi

IŞIL BAĞLAŞTIRI/YALITICILAR (OPTOCOUPLER/OPTOISOLATORS)

Optocoupler yada optoisolator olarak bilinen aygıtlar, akısı, saydam bir yalıtım malzemesi üzerinden herhangi bir tür seziciye aktarılan bir foton yayıcı içerirler. Foton yayıcı birim için önceleri akkor telli yada neon lambalar kullanılmaktayken artık LEDler (görünür yada görünmez dalgaboyunda) yaygın olarak kullanılmaktadır. Yayıcı ile sezici arasındaki yalıtkan saydam malzeme de hava, cam, plastik yada ışık lifi olabilmektedir. Yayıcı ile sezici, ortam ışığından yalıtmak amacıyla ışıma geçirmeyen bir kılıf içerisinde bulunurlar. Kullanılan sezici, fotodirenç, fotodiyot, fototransistör, fotoFET, fototriyak, fotoSCR yada tümleşik fotodiyot/yükselteç olabilir. Işıl bağlaştırıcılar, kullanılan sezici ve türüne göre çok değişik giriş, çıkış ve bağlaşım karakteristikleri gösterebilmektedirler.

Işıl yalıtıcılarda kızılberisi dalgaboylarının kullanılması yaygındır. Bağlaşım katsayısının en yüksek değerde olabilmesi için yayıcı ve sezicinin dalgaboylarının olabildiğince çakışması gereklidir. Yayıcı ile sezicinin dalgaboylarının çakışması ile optik yalıtıcının hızı da artmış olur. Ortalama bir optoisolator Mhz düzeyinde aktarım hızlarına erişebilir. Ayrıca sayısal veri iletiminde ve fiber-optik ağlarda kullanılan onlarca MHz hızlarında aygıtlarda bulunmaktadır.
Şekil:30da bir ışıl bağlaştırıcı yapımında kullanılabilen iki ayrı üretim tekniği gösterilmiştir.

Bunlardan ilkinde dielektrik olarak cam kullanılırken ikincisinde yalıtım için hava boşluğu kullanılmıştır. Giriş ve çıkış devrelerini ayırmak için hava boşluğu yada İR geçiren cam kullanılmasından bağımsız olarak aygıtın işletme karakteristikleri temelde aynıdır.

Işıl bağlaştırıcıların en önemli teknik özelliklerinin başında ise, ışıl yalıtıcı adının verilmesini de sağlayan yalıtım nitelikleri gelmektedir. Giriş ve çıkış devreleri arasında elektriksel hiçbir bağlantı olmaması nedeniyle bu aygıtların yalıtım dereceleri çok yüksektir ve giriş devresi ile çıkış devresini elektriksel açıdan tümüyle yalıtırlar.
Işıl bağlaştırıcılar, mekanik röleler ve vurum dönüştüreçlerinin yerine kullanılmak üzere tasarımlanmış yarıiletken aygıtlardır.

IŞIL BAĞLAŞTIRI/YALITICILAR (OPTOCOUPLER/OPTOISOLATORS)

İşlevsel olarak giriş ve çıkış arasında yüksek değerli bir yalıtım sağlamasından başka, yarıiletken olanların mekanik eşdeğerlerinden üstün yanları da,

Yüksek işletme hızları,
Sıçramasız anahtarlama,
Küçük boyut,
Titreşim ve sarsıntıya duyarsızlık,
Devingen parçaların olmaması,
Mantık ve mikroişlemci devreleri ile uyumluluk,
DC ile 100+MHz arası bant genişliği, olarak sıralanabilir.

Yalıtımın üç temel değiştirgeni, direnç (resistance), yalıtım sığası (isolation capacitance) ve yalıtkan dayanım değeri (dielectric vvithstand capability) olarak bilinir. Yalıtım direnci bağlaştırıcının girişi ile çıkışı arasındaki de dirençtir. Bu değer ortalama olarak 10nQ kadardır. Bu değer çoğu durumda, baskılı devre kartında aygıtın lehimlendiği adalar arasındaki dirençten bile fazladır. Bu nedenle PCB hazırlanırken bu parametreyi zayıflatacak etkiler giderilmeye çalışılmalıdır; örneğin pasta artıkları temizlenmelidir.

Yalıtım sığası, giriş ile çıkış arasında dielektrik üzerinden oluşan ve istenmeyen bir değiştirgendir. Bu değer genel olarak 0,3~2,5pF arasındadır. Yalıtım gerilimi de kullanılan dielektriğin dayanması beklenen en yüksek potansiyel farkı belirlemektedir. Bu değer için tipik değer 1500V kadar olmakla birlikte, piyasada 50kV değerindeki aygıtların bulunması da zor değildir.Şekil:31de çıkış katında değişik seziciler kullanılan optocouplerlar verilmiştir. Bunların her birisi optoisolator/coupler olarak adlandırılır ve ayrımları yalnızca çıkış sezicilerinin adlarıyla belirtilir.Ortalama bir optocoupler için birtakım teknik veri ve grafikler Şekil:32de

IŞIL BAĞLAŞTIRI/YALITICILAR (OPTOCOUPLER/OPTOISOLATORS)

görülmektedir. Giriş karakteristiği IRED ile ve çıkış karakteristiği de transistor ile (IB yerine IF) aynı olduğundan bu eğriler verilmemiştir.Eğriler incelendiğinde görülebileceği gibi çıkış akımı çevre sıcaklığına bağlı olarak çok belirgin bir değişim göstermektedir. Bununla birlikte, oda sıcaklığı ve üzerinde oldukça kabul edilir ve hemen hemen sabit bir düzeyde kalmaktadır.

Ayrıca ICeo değerinin de sıcaklığa bağlı olarak arttığı görülmektedir. Ancak yine oda sıcaklığı göz önüne alındığında nanoamperler düzeyinde kalan bir sızıntı (karanlık) akımı söz konusudur. Sıcaklık 75°C olduğunda karanlık akımı ancak lµA olmaktadır.Bu değer çoğu uygulama için yeterli bulunsa da giderek daha da azaltılması için gerekli tasarım ve yapım teknikleri geliştirilmektedir.

optokuplör

Giriş-çıkış aktarım eğrisi (If-Ic) İncelendiğinde ışık akısını oluşturan IRED giriş akımı ile beyz akımı ışık akısı île oluşturulan fototransîstör çıkış akımının doğrusal değişimi kolayca görülebilir. Bu karakteristikten yola çıkılarak optocouplerların sayısal ve Örneksel pek çok uygulamada yetkinlikle kullanılabileceği söylenebilir.
Anahtarlama süresi île kollektör akımı arasındaki ilişki incelendiğinde optoîsolator anahtarlama süresinin yük arttıkça azaldığı görülüyor. Çoğu elektronik devre elemanı için bu durum tam tersinedir. 100Ω değerindeki yükten 10mA geçerken anahtarlama süresi yalnızca 2µs kadardır. Anahtarlama süresinin 10-20 nanosanîyeler düzeyine indiği ışıl bağlaştırıcılar da piyasa da bulunmaktadır.

KONU MESAJLARI

Bu Konu Başlığına Henüz Yorum Yazılmamıştır

GÖRÜŞ BİLDİRİN

Konu Başlığına Mesaj Yazmak İçin
Üye Olunuz Yada Giriş Yapınız