探索6引脚通用光电晶体管光耦合器：4N25M - 4N37M系列

在电子工程师的日常工作中，光耦合器是一种常见且重要的器件。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的6引脚通用光电晶体管光耦合器系列，包括4N25M、4N26M、4N27M、4N28M、4N35M、4N36M和4N37M。

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一、产品概述

这些通用光耦合器由砷化镓红外发光二极管驱动硅光电晶体管组成，采用标准的6引脚塑料双列直插式封装。这种设计使得它们在电子电路中能够实现电信号的隔离和传输，广泛应用于各种电子设备中。

二、产品特性

2.1 电流传输比（CTR）

在(I{F}=10 mA)，(V{CE}=10 V)的条件下，不同型号的光耦合器具有不同的最小电流传输比：

• 4N27M和4N28M为10%。
• 4N25M和4N26M为20%。
• 4N35M、4N36M和4N37M为100%。 这一特性对于工程师在设计电路时选择合适的光耦合器至关重要，不同的CTR可以满足不同的电路需求。

2.2 安全和法规认证

• UL1577认证，可承受4,170 VAC RMS 1分钟。
• DIN - EN/IEC60747 - 5 - 5认证，峰值工作绝缘电压为850 V。 这些认证确保了光耦合器在使用过程中的安全性和可靠性，让工程师在设计电路时更加放心。

三、应用领域

3.1 电源调节器

在电源调节电路中，光耦合器可以实现输入和输出之间的电气隔离，提高电源的稳定性和抗干扰能力。

3.2 数字逻辑输入

用于数字电路中，将不同电平的信号进行隔离和转换，确保数字信号的准确传输。

3.3 微处理器输入

为微处理器提供隔离的输入信号，保护微处理器免受外部电路的干扰。

四、安全和绝缘评级

4.1 安装分类

根据DIN VDE 0110/1.89表1，适用于额定电源电压<150 V RMS和<300 V RMS的情况。

4.2 气候分类

为55/100/21，表明该光耦合器能够在较宽的温度和湿度范围内正常工作。

4.3 污染程度

污染程度为2，意味着它可以在一般的工业环境中使用。

4.4 比较跟踪指数

为175，反映了光耦合器在电气绝缘方面的性能。

4.5 其他参数

• 输入 - 输出测试电压（VPR）：方法A为1360 Vpeak，方法B为1594 Vpeak。
• 最大工作绝缘电压（VIORM）：850 Vpeak。
• 最高允许过电压（VIOTM）：6000 Vpeak。
• 外部爬电距离≥7 mm，外部间隙≥7 mm（对于选项TV，0.4"引脚间距时≥10 mm）。
• 绝缘厚度（DTI）≥0.5 mm。

五、绝对最大额定值

5.1 整体器件

• 存储温度范围：−40 to +125 °C。
• 工作温度范围：−40 to +100 °C。
• 结温范围：−40 to +125 °C。
• 引脚焊接温度：260 °C 持续10秒。
• 总器件功率耗散：在(T_{A}=25 °C)时为270 mW，25 °C以上每升高1 °C降额2.94 mW。

  5.2 发射器

• 直流/平均正向输入电流（IF）：最大60 mA。
• 反向输入电压（VR）：最大6 V。
• 正向电流峰值（IF(pk)）：3 A（300 us，2%占空比）。
• LED功率耗散：在(T_{A}=25 °C)时为120 mW，25 °C以上每升高1 °C降额1.41 mW。

  5.3 探测器

• 集电极 - 发射极电压（VCEO）：最大30 V。
• 集电极 - 基极电压（VCBO）：最大70 V。
• 发射极 - 集电极电压（VECO）：最大7 V。
• 探测器功率耗散：在(T_{A}=25 °C)时为150 mW，25 °C以上每升高1 °C降额1.76 mW。

六、电气特性

6.1 单个组件特性

• 反向漏电流（IR）：在(VR = 6.0V)时，最大1.50 uA。
• 输入正向电压（VE）：在(IF = 10mA)时，典型值1.18 V。
• 集电极 - 发射极击穿电压（BVCEO）：在(I{C}=1.0 mA)，(I{F}=0)时，最小30 V，典型100 V。
• 集电极 - 基极击穿电压（BVCBO）：在(I{C}=100 μA)，(I{F}=0)时，最小70 V，典型120 V。
• 发射极 - 集电极击穿电压（BVECO）：在(I{E}=100 μA)，(I{F}=0)时，最小7 V，典型10 V。
• 集电极 - 发射极暗电流（ICEO）：在(V{CE}=10 V)，(I{F}=0)时，最大50 nA。
• 集电极 - 基极暗电流（ICBO）：在(VCB = 10V)时，最大20 nA。
• 电容（CCE）：在(V_{CE}=0 V)，(f = 1 MHz)时，典型8 pF。

  6.2 传输特性

  6.2.1 直流特性

• 电流传输比（CTR）：在不同型号和温度条件下有不同的值，如4N35M、4N36M、4N37M在(I{F}=10 mA)，(V{CE}=10 V)时最小为100%，在(T{A}=-55 °C)和(T{A}=+100 °C)时最小为40%。
• 集电极 - 发射极饱和电压（VCE (SAT)）：在不同的(I{C})和(I{F})条件下，不同型号有不同的最大值，如4N25M - 4N28M在(I{C}=2 mA)，(I{F}=50 mA)时最大为0.5 V，4N35M - 4N37M在(I{C}=0.5 mA)，(I{F}=10 mA)时最大为0.3 V。

  6.2.2 交流特性

• 非饱和导通时间（TON）：在(I{F}=10 mA)，(V{CC}=10 V)，(R_{L}=100 Ω)的条件下，4N25M - 4N28M和4N35M - 4N37M典型值为2 us。
• 关断时间（Toff）：在相同条件下，4N25M - 4N28M和4N35M - 4N37M典型值为2 us。

  6.3 隔离特性

• 输入 - 输出隔离电压（Viso）：1分钟测试时，最小4170 VAC RMS。
• 隔离电容（CISO）：在(V_{1 - O}=0 V)，(f = 1 MHz)时，典型0.2 pF。
• 隔离电阻（Riso）：在(V{1 - O}= ±500) VDC，(T{A}=25 °C)时，最小(10^{11} Ω)。

七、典型性能曲线

该系列光耦合器提供了多种典型性能曲线，如LED正向电压与正向电流的关系、归一化CTR与正向电流和环境温度的关系、CTR与RBE（不饱和和饱和）的关系、集电极 - 发射极饱和电压与集电极电流的关系、开关速度与负载电阻的关系、归一化导通时间和关断时间与RBE的关系以及暗电流与环境温度的关系等。这些曲线可以帮助工程师更好地了解光耦合器的性能，从而在设计电路时做出更准确的选择。

八、回流焊曲线

对于表面贴装的光耦合器，文中给出了无铅组装的回流焊曲线参数，包括温度范围、时间要求和升降温速率等。例如，温度最小值（Tsmin）为150 °C，最大值（Tsmax）为200 °C，从Tsmin到Tsmax的时间（tS）为60 - 120秒等。遵循这些参数可以确保光耦合器在回流焊过程中不会受到损坏。

九、订购信息

该系列光耦合器提供了多种封装形式和订购选项，如DIP 6引脚、SMT 6引脚（引脚弯曲）等，并且部分型号提供DIN EN/IEC60747 - 5 - 5选项。不同的封装和选项对应不同的包装数量，如50个/管或1000个/卷带。工程师可以根据自己的需求选择合适的型号和包装。

十、总结

安森美（onsemi）的4N25M - 4N37M系列6引脚通用光电晶体管光耦合器具有丰富的特性和广泛的应用领域。在设计电路时，工程师需要根据具体的需求，如电流传输比、工作温度范围、安全认证等，选择合适的型号。同时，要注意器件的绝对最大额定值和电气特性，确保电路的可靠性和稳定性。希望本文能够帮助工程师更好地了解和使用这些光耦合器。大家在实际应用中遇到过哪些关于光耦合器的问题呢？欢迎在评论区分享交流。