为什么要在光耦输入端并一个电阻?怎么理解CTR?

前段时间有兄弟在讨论光耦。光耦在电子设备中，真的还算用的比较多的，网上介绍也有很多，今天主要讨论光耦的两个话题。

1、下图的电阻R2有什么用？我们之前在拆解其它产品的时候发现有的光耦输入端会并联一个电阻R2，而有的产品则没有此电阻。

2、光耦最重要的参数CTR。    为了照顾一些基础不太好的同学，我们先来看看光耦的一些基础知识。

光耦又称光电耦合器，它相当于带隔离功能的三极管，其原理也可以参考三极管的特性。所以我们一般在需要考虑隔离作用的场景下会选用光耦，同时由于光耦输入输出可用于两种不同的电压供电，所以也常常用来实现电路的电平转换。

再看此图，输入端电压VCC1供电，加到发光二极管和电阻R1上产生光耦的输入电流 if，然后使副边的光敏三极管导通，从而改变输出信号，达到传递信号的目地。

基本原理分析

输入端GPIO为单片机的IO口，用来控制发光二极管的通断，进而控制输出信号。

当GPIO为高时，光耦不导通，输出output为高

当GPIO为低时，光耦导通，输出output为低。

1、光耦输入端并一个电阻有什么用？

大家可以看到这个电阻是并联在光耦输入端的二极管上，我们测量发现这个电阻有的是1K，有的是2.7K，反正阻值都不是很大。 通过分析，有一种说法可能更合理一些，那就是防止光耦误动作，导致错误信号的传递。 怎么来理解呢？光耦的原理就是通过输入端的发光二极管导通后形成的微弱电流，传递给次级的。大家可能都有这样的经验，在没有接地的电烙铁焊LED灯时，灯会亮。所以发光二极管的灵敏度很高，一般几个mA的电流足以点亮。

在光耦的输入端，也有寄生电容的存在，这个电容可能会影响光耦信号的正常传递。因为电容内存储有电荷，如果此时并联一个电阻，就会将电荷迅速泄放，就达不到二极管两端的开启电压，从而可以正常通断。 所以这颗电阻有些产品有，有些产品没有，因为没有也能正常工作，只是有了的话，产品会更可靠一点。 那么这个电阻的阻值该怎么取呢？阻值太大，起不到放电作用，阻值太小，也会影响光耦的开关。既然是为了放电，那肯定阻值越小越好，最小能到多少呢？ 说到这里不得不说光耦最重要的参数CTR。

2、怎么理解CTR？

CTR是英文current transfer ratio的缩写，译为电流传输比。

用公式表示：CTR= ic/if X 100%。其中ic表示输出电流，if表示输入。 为了方便计算电阻R2的取值，我们以PC817为例，并给电路的输入、输出电压及电阻赋值。 令VCC1=3.3V，VCC2=12V，R1=330R，R2=4.7K，求电阻R2的最小值？

打开datasheet，有几个参数需要重点关注一下，一会用得着： 1、VF光耦输入二极管的导通压降，我们取最大值1.4V； 2、CTR，它是一个范围：50%~600%。也就是放大倍数在0.5~6倍。我们计算的时候，按照最低的50%使用。 3、Vce，副边三极管导通后的压降，我们取最大值0.2V。

为了方便观看，我把电路图复制到下方来。我们先来计算副边电流IC：

IC=（VCC2-Vce）/R3=（12-0.2）/4.7=2.51mA

根据CTR= ic/if X 100%，得：

if= ic/CTR X 100% =2.51/0.5=5.02mA

再计算R1的电流

IR1=（VCC1-VF）/R1=（3.3-1.4）/330=5.76mA

所以R2阻值为

R2=UR2/IR2=1.4/（5.76-5.02）=1.89K

所以这个电阻R2的阻值一定要＞1.89K，可以取2K。

以上数值王工大概给取的，不一定合理，主要是想让大家更直观的理解是怎么计算的。

有一点要注意的是，光耦对温度很敏感，温度一升起来，性能就会降低，这是大多数半导体都有的共性。