專利名稱：用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐返闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐贰?
背景技術(shù)：
在各種需要電氣隔離的信號傳輸電路中，光耦是最常用的隔離器件。光耦的種類很多， 主要有通用型(無基極引線和基極引線兩種)、達(dá)林頓型、施密特型、高速型、光可控硅、 光場效應(yīng)管等。通用型光耦如圖l所示，內(nèi)部僅由兩種元件組成，分別是發(fā)光二極管和光敏 三極管。這種光耦由于結(jié)構(gòu)簡單，成本很低，因此被廣泛用于開關(guān)電源反饋回路、控制信號 的傳輸以及低速數(shù)據(jù)傳輸。在傳輸數(shù)字信號時(shí)，典型的光耦電路由于光敏三極管在導(dǎo)通(發(fā) 光二極管發(fā)光)時(shí)處于飽和狀態(tài)，輸出波形的上升時(shí)間很長，如圖2所示，基極的PN結(jié)中 存儲有多余載流子，在發(fā)光二極管停止發(fā)光以后，光敏三極管必須等到基極的載流子抽取完 畢才能關(guān)斷。因此通用光耦的數(shù)據(jù)傳輸速率很低，通常只能達(dá)到5-10kbps。高速光耦在光接 收部分除了光接收元件以外，還增加了信號放大、整形等電路，雖然高速光耦可以達(dá)到10Mbps 以上的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是相對于通用光耦，高速光耦的成本和價(jià)格要增加很多。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐罚钥朔F(xiàn)有的通 用型光耦數(shù)據(jù)傳輸速率低，而高速光耦成本又很高的缺點(diǎn)。
一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐罚ü怦?、三極管、二極管和限流電阻，所 述光耦包括光敏三極管，所述光敏三極管的集電極與電源的正極相連，所述限流電阻連接于 所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的基極之間，所述二極管連接于所述光敏三極管的發(fā) 射極與所述三極管的集電極之間，所述三極管的發(fā)射極接地。
作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的發(fā)射極之間還連
接有一電阻。
作為本實(shí)用新型的又一改進(jìn)，所述光敏三極管的基極與地之間還連接有對地電阻。 其中，所述光敏三極管為雙極型晶體管。 其中，所述三極管為雙極型晶體管。
本實(shí)用新型通過在有基極引線或無基極引線的通用光耦的輸出端增加一個(gè)簡單有效的加 速電路，可以使光敏三極管在導(dǎo)通時(shí)工作在三極管的放大區(qū)，基極的PN結(jié)中不會存儲多余載 流子，提高了光耦的關(guān)斷速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸出信號的整形，從而使通用光耦能夠達(dá)到更高的 數(shù)據(jù)傳輸速率。即使在不需要更高傳輸速率的場合，使用本實(shí)用新型用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?電耦合電路以后，也能使輸出的方波波形比原來更好，提高通信的可靠性；同時(shí)相對于高速 光耦來說，其成本和價(jià)格大大降低。


圖l為通用光耦的典型電路；
圖2為典型電路示波器輸出的波形；
圖3為本實(shí)用新型的電路原理圖4為本實(shí)用新型示波器輸出的波形；
圖5為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例原理圖6為本實(shí)用新型的第三實(shí)施例原理圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一
如圖3所示， 一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，包括光耦U1、三極管Q1、 二極 管D1和限流電阻R3，所述光耦U1包括光敏三極管，所述光敏三極管的集電極與電源的正極 Vcc相連，所述光敏三極管的發(fā)射極通過所述限流電阻R3連到所述三極管Q1的基極，所述二 極管Dl連接于所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管Ql的集電極之間，所述三極管Ql的發(fā) 射極接地。所述二極管D1的正向電流方向從光敏三極管流向三極管Q1。所述三極管的集電極 是加速電路的輸出端，通過第一電阻R4連接至電源的正極Vcc。本實(shí)施例一的工作原理描述 如下
首先，所述光敏三極管在導(dǎo)通時(shí)工作在其放大區(qū)，其基極的PN結(jié)中不會存儲多余載流子， 這樣光敏三極管的關(guān)斷就可以很快。由于工作在放大區(qū)，光敏三極管的輸出電壓擺幅受到限 制，通過使用所述三極管Q1將光敏三極管的輸出電壓擺幅放大，以得到更好的數(shù)字輸出信號。 所述三極管Ql和光耦Ul中的光敏三極管一樣，都屬于雙極型晶體管，因此三極管Q1同樣要 避免進(jìn)入飽和區(qū)，二極管D1的作用就可以防止三極管Q1進(jìn)入飽和區(qū)的。二極管D1防止三極 管Q1飽和的原理是當(dāng)三極管Ql工作在放大區(qū)時(shí)，輸出電壓控制在一個(gè)較低的值，只要保
證輸出邏輯為低電平即可，例如0.W-1V;如果三極管Q1基極電流增大，使三極管Q1開始進(jìn) 入飽和區(qū)，輸出電壓就會降低，增大的基極電流又會使限流電阻R3兩端壓降增加，這樣二極 管Dl的正向壓降增加，二極管Dl開始正向?qū)?，二極管Dl導(dǎo)通以后就會分流流過限流電阻 R3的基極電流，使三極管Q1不會進(jìn)一步進(jìn)入飽和區(qū)。由于輸出電壓控制在較低的電平，并且 由于二極管D1的存在，光敏三極管的發(fā)射極電壓不能升得很接近電源電壓Vcc (也就是集電 極電壓)，這樣光耦屮的光敏三極管就不會進(jìn)入飽和區(qū)。
通過調(diào)整加速電路的電阻值，可以使該電路適用于不同的Vcc電源電壓，而高速光耦由 于內(nèi)部放大電路的限制，通常只能用于特定的Vcc電源電壓。
圖4為本實(shí)施例用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐返氖静ㄆ鬏敵霾ㄐ?，從圖中可以看出， 釆用本實(shí)用新型的加速電路后，輸出波形的上升時(shí)間明顯縮短。
實(shí)施例二
如圖5所示， 一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐罚湓趯?shí)施例一的基礎(chǔ)上，在光耦 Ul中光敏三極管的發(fā)射極和所述三極管Ql的發(fā)射極之間增加一個(gè)電阻R5,電阻R5主要有兩 個(gè)作用首先可以用來吸收光敏三極管的暗電流，防止暗電流流過三極管Q1的基極，其次在 三極管Ql從導(dǎo)通轉(zhuǎn)入截至?xí)r，電阻R5可以為三極管Ql基極PN結(jié)中的載流子提供泄放回路， 加快三極管Q1的關(guān)斷。
實(shí)施例三
如圖6所示， 一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，其在?shí)施例一的基礎(chǔ)上，采用有
基極引線的用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，該光耦m的光敏三極管的基極與地之間還連
接有對地電阻R6。
權(quán)利要求1、一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，包括光耦、三極管、二極管和限流電阻，其特征在于所述光耦包括光敏三極管，所述光敏三極管的集電極與電源的正極相連，所述限流電阻連接于所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的基極之間，所述二極管連接于所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的集電極之間，所述三極管的發(fā)射極接地；光敏三極管的發(fā)射極與三極管的發(fā)射極之間還連接有一電阻；光敏三極管的基極與地之間還連接有對地電阻。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，其特征在于所述光敏?極管和三極管為雙極型晶體管。
專利摘要一種用于加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓怆婑詈想娐?，包括光耦、三極管、二極管和限流電阻，所述光耦包括光敏三極管，所述光敏三極管的集電極與電源的正極相連，所述限流電阻連接于所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的基極之間，所述二極管連接于所述光敏三極管的發(fā)射極與所述三極管的集電極之間，所述三極管的發(fā)射極接地。本實(shí)用新型通過在有基極引線或無基極引線的通用光耦的輸出端增加一個(gè)簡單有效的加速電路，可以使光敏三極管在導(dǎo)通時(shí)工作在三極管的放大區(qū)，基極的PN結(jié)中不會存儲多余載流子，提高了光耦的關(guān)斷速度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸出信號的整形，從而使通用光耦能夠達(dá)到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。同時(shí)相對于高速光耦來說，其成本和價(jià)格大大降低。
文檔編號H03K19/0175GK201188607SQ20082005819
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者緯 吳, 平 徐 申請人:上海聚新電子科技有限公司