Onsemi H11F1M、H11F2M、H11F3M 光耦详细解析

在电子设计领域，光耦是一种常用的隔离器件，能够实现信号的隔离传输，避免不同电路之间的干扰。今天我们就来详细介绍 Onsemi 的 H11F1M、H11F2M、H11F3M 系列光耦，看看它们有哪些特点和应用场景。

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一、产品概述

H11FXM 系列光耦由砷化镓铝红外发射二极管与对称双边硅光电探测器耦合而成。探测器与输入部分电气隔离，就像一个理想的隔离场效应管（FET），可实现低电平交流和直流模拟信号的无失真控制。该系列器件采用双列直插式封装。

二、产品特点

（一）作为远程可变电阻

• 电阻范围广：阻值范围从 ≤100Ω 到 ≥300MΩ，能够满足不同的设计需求。
• 低并联电容：并联电容 ≤15pF，减少了对信号的影响。
• 高隔离电阻：输入输出隔离电阻 ≥100GΩ，保证了良好的隔离性能。

（二）作为模拟开关

• 低偏移电压：具有极低的偏移电压，提高了信号传输的准确性。
• 高信号能力：能够处理 60 (V_{pk - pk}) 的信号。
• 无电荷注入和闩锁：避免了电荷注入和闩锁问题，提高了电路的稳定性。
• UL 认证：通过 UL 认证（文件编号 E90700），符合相关安全标准。

（三）环保特性

这些器件是无铅产品，符合环保要求。

三、安全与绝缘评级

该光耦符合 DIN EN/IEC 60747 - 5 - 5 标准，仅在安全极限数据范围内适用于“安全电气绝缘”。具体参数如下：	参数	详情
安装分类	< 150 Vrms、< 300 Vrms
气候分类	55/100/21
污染等级	2
相对漏电起痕指数	175
输入到输出测试电压（方法 A）	1360 Vpeak
输入到输出测试电压（方法 B）	1594 Vpeak
最大工作绝缘电压	850 Vpeak
最高允许过电压	6000 Vpeak
外部爬电距离	≥7mm
外部电气间隙	≥7mm
外部电气间隙（选项 TV，0.4" 引脚间距）	≥10mm
绝缘厚度	≥0.5mm
外壳温度	175°C
输入电流	350 mA
输出功率	800 mW
绝缘电阻	>10⁹Ω

四、绝对最大额定值

除非另有说明，以下参数是在 (T_{A}=25^{circ}C) 条件下的数值。

（一）整体器件参数

参数	数值	单位
储存温度	-40 到 +125	°C
工作温度	-40 到 +100	°C
引脚焊接温度	260（10 秒）	°C

（二）发射器参数

参数	数值	单位
连续正向电流	60	mA
反向电压	5	V
正向电流峰值（10μs 脉冲，1% 占空比）	1	A
LED 功耗（环境温度 25°C）	100	mW
从 25°C 开始线性降额	-	mW/°C

（三）探测器参数

参数	数值	单位
探测器功耗（25°C）	300	mW
从 25°C 开始线性降额	4.0	mW/°C
击穿电压（H11F1M、H11F2M）	±30	V
击穿电压（H11F3M）	±15	V
连续探测器电流	±100	mA

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

五、电气特性

（一）发射器特性

输入正向电压范围为 1.3 - 1.75V，反向电流最大为 10μA（V = 0V，f = 1.0MHz）。

（二）输出探测器特性

击穿电压在 (I{4 - 6}=10μA)，(I{F}=0) 时，H11F1M、H11F2M 为 15V 及以上。

（三）传输特性

• 直流特性：导通电阻方面，H11F1M、H11F2M、H11F3M 在不同条件下有不同的阻值。
• 交流特性：在 (R{L}=50Ω)，(I{F}=16mA)，V4 - 6 = 5V 时，导通时间等参数有相应规定。

（四）隔离特性

隔离电阻和隔离电容等参数在特定测试条件下有相应的指标。

六、典型性能曲线

文档中给出了多个典型性能曲线，如电阻与输入电流的关系、输出特性、LED 正向电压与正向电流的关系、关态电流与环境温度的关系、电阻非线性与直流偏置的关系等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现。

七、典型应用

（一）作为可变电阻

• 隔离可变衰减器：可实现低频 70dB（(0 ≤IF ≤30mA) @ 10kHz）和高频 50dB（(0 ≤I_{F} ≤30mA)）的动态范围，通过改变红外发射二极管电流实现低电平交流信号的无失真衰减。
• 自动增益控制：简单电路可为 AGC 信号范围从 0 到 30mA 提供超过 70dB 的稳定增益控制，还可用于电子音乐的可编程淡入淡出和攻击控制。
• 有源滤波器微调/频段切换：H11FXM 的电阻线性度和低偏移电压允许远程调整或切换有源滤波器，无切换毛刺或失真。

（二）作为模拟信号开关

• 隔离可变衰减器：与传统 FET 开关相比，H11FXM 无控制信号的电荷注入，提高了精度和范围，可处理高达 30V 幅度的任意极性输入信号。
• 多路复用、光隔离 A/D 转换：利用其光隔离、线性度和低偏移电压，可将热电偶、霍尔效应器件、应变计等传感器的低电平模拟信号远程多路复用到单个 A/D 转换器。
• 测试设备 - 开尔文接触极性：在许多测试设备设计中，H11FXM 可替代簧片继电器，消除接触粘连和机械问题，实现更快的开关速度。

八、回流焊曲线

对于无铅组装，给出了详细的回流焊曲线参数，包括温度范围、时间、升温速率、降温速率等，确保器件在焊接过程中的可靠性。

九、订购信息

提供了多种订购选项，如标准通孔器件、表面贴装引脚弯曲、表面贴装带盘、IEC60747 - 5 - 5 认证等不同规格，方便工程师根据实际需求选择。

十、机械外壳尺寸

文档给出了 PDIP6 8.51x6.35，2.54P 三种不同封装（CASE 646BX、CASE 646BY、CASE 646BZ）的详细尺寸信息，为 PCB 设计提供了准确的参考。

总的来说，Onsemi 的 H11F1M、H11F2M、H11F3M 系列光耦具有广泛的应用场景和良好的性能指标，在电子设计中是一种值得考虑的隔离器件。大家在实际应用中，有没有遇到过光耦使用的问题呢？欢迎在评论区分享交流。